固态变压器SST行业观点更新

固态变压器SST行业观点更新

1、海内外SST企业进展情况

·海外头部企业进展：除伊顿外，海外有三家主打电力电子赛道的小型独立企业，分别为Heron Power、DG Metrics、Solar Edge，业务主要布局光伏、储能、直流充电类项目，优先拓展非数据中心应用场景，当前相关领域起量情况较好，今年整体出货预期可达数百台，相关产业动向是近期二级市场及全产业链的关注热点。

·国内企业进展及储能接入模式：国内维光能源发展路径与上述三家海外初创企业类似，今年全年出货预期百台以上，产品首先切入数据中心储能环节应用，暂未布局灰区场景，后续将依托储能接入后的实际运行业绩，逐步向灰区电研方向迁移。储能接入采用双路架构：市电接入环节沿用传统方案，性价比更高；绿电接入的储能升压环节采用SST方案。

2、SST核心应用场景划分

SST在数据中心领域的应用分为两类核心场景：

a. 从中压市电接入，转换为800伏/正负400伏/240伏DC输出供服务器使用，该场景是英伟达800伏DC白皮书圈定的SST核心应用范围；

b. 表后电源场景：主要为储能、光储一体化接入场景，是当前国内SST实际应用的主流方向，现有落地多采用硅基IGBT方案，覆盖36千伏等大电压场景，适配传统新能源项目直流电源舱需求。

国内企业现有落地情况：当前国内SST落地情况差异明显：

a. 台达是目前唯一实现SST实际应用的企业，除数据中心外，其SST产品目标客户还覆盖钢厂、重工业、电解铜、电解铝、电解制氢、直流充电桩等直流应用场景；当前数据中心SST应用仍处于早期阶段，产品稳定性、可供电时间相比UPS及美国电源边柜仍存在一定限制。

b. 其余企业SST产品多应用于储能、光储接入场景，其中四方股份已披露项目均为微电网直流应用、光储接电网接入类，其新发布的面向数据中心的产品暂无明确挂网运行信息及新项目披露，具体配置（是否为2N架构、采用一路SST还是一路UPS）均无公开详细信息，市场传言其与维谛等外资合作，但无具体落地项目支撑。

3、SST放量节奏及下游应用趋势

·短期放量核心场景：当前SST短期放量核心场景为800V/750V重卡等直流充电场景，SST多接口、高效转换特性适配性极强，搭配支持低载低损耗运行的DAB拓扑可用性极高。布局该赛道的核心企业包括维光能源、Heron Power，其中Heron Power由特斯拉逆变器、直流充电相关部门拆分而来，研发方向聚焦光伏、直流充电桩、储能领域，上述行业均有充足装机容量基础，新能源发展预期充足，不同场景成本敏感度存在差异，数据中心配套的储能、光伏应用价格敏感度相对更低。

·数据中心储能配套趋势：北美数据中心绿电直连方案正逐步成为标准操作，可降低运营成本，缓解电源并网排队时长增长问题，作为数据中心供电的有效补充。近期西门子联合Fluence Energy、英伟达推出100MW数据中心储能标准架构，受该消息影响Fluence Energy股价一夜上涨40%，也进一步明确了数据中心配套储能的必要性，达成行业共识。

4、当前数据中心备用电源分为三层架构：

a. 第一层为超级电容，用于毫秒级、短时尖峰电流抑制；

b. 第二层为UPS配套的BBU加传统架构油机，可实现十几分钟到半小时级快速响应，支撑主电源切换；

c. 第三层为电源级大型储能方案。

随着数据中心储能配套逐步成为标配，大储场景SST需求快速提升，近期市场传言谷歌、西门子均有百台左右SST订单，分别对应不同区域的数据中心大储配套需求，SST正随着数据中心大储标配化实现快速推广。

·数据中心电源迭代节奏：数据中心电源架构正按明确技术路线迭代，国内目前巴拿马电源已较多应用HVDC方案，电压等级略低于北美的正负400V以及英伟达的800V。今年下半年Rubin量产后，新建数据中心项目将优先考虑采用800V架构，北美将率先应用电源边柜方案，该方案将带动碳化硅用量提升。后续Rubin Ultra代际将采用SST方案，预计1年多后SST将在数据中心汇区电源实现大规模应用，落地节奏取决于SST运行稳定性与技术成熟度。

当前行业电源进展整体偏保守，500kW/660kW功率的电源边柜技术已成熟，可适配Ruben需求，1MW、2MW高功率边柜仍处于前期验证阶段。台达目前在海内外共有10台以内的SST汇区电源试点项目，采用SST与UPS两路并行运行的模式开展验证，需实现连续2万小时以上稳定供电，才会启动更大规模推广。

5、数据中心高压直流技术路径必要性

SST冗余架构设计：SST用于灰区电源的技术路径清晰，可实现十千伏/13.8千伏中压市电直接转换为800V/正负400V直流，接入白区服务器机柜，无需经过UPS环节。英伟达对SST冗余架构提出优化要求，希望通过SST应用将传统2N冗余架构调整为N+X/N+1形式，减少电气设备节点，但目前SST技术稳定性尚未达标，现阶段过渡方案主要有两种：一是保留2N架构配置ATS切换装置，某一路SST出现故障时自动切换至另一路；二是采用SST与UPS并行运行模式，依托UPS已完成全行业验证的高稳定性保障供电。

·高压直流适配训练型数据中心：首先区分两类数据中心的电源需求差异：传统云存储数据中心现有UPS配置可满足使用需求，电源升级需求较小；训练型数据中心配套GB200/GB300/H200等GPU，未来还将向Rubin、Rubin Ultra、Feyman等代际迭代，单机柜容量可达500kW-1MW，传统低压供电方案下电流随功率翻倍升高，对铜缆/母线槽横截面积要求超过物理上限，机柜上方无足够空间布置进线线路，因此行业对采用OCP正负400V、英伟达800V高压直流的技术路线无争议。此外高压直流可减少10%以上的电能损耗，满足环保与高可用性要求，当前半导体板块行情演绎后，市场预期已向电源环节转移。

6、国内电源企业影响及存量改造可能性

·国内UPS企业的影响：目前亚太区UPS市场几乎由国产企业主导，科士达、华为、科华、山特等国内企业体量增长较快，但UPS未来增速将维持在个位数，远低于HVDC、SST将实现的三位数爆发式增长，叠加训练型数据中心未来将更多采用高压直流，短期对科士达等以UPS为核心业务的企业存在一定利空。不过从UPS向电源边柜、SST迭代的下游企业包括施耐德、维谛、伊顿等，科士达、和旺等国内电源代工企业在产业链中代工地位稳固，可承接电源边柜的PSU、整流模块、DC-DC模块等订单，仍具备充足发展机会。

·存量数据中心改造可行性：SST替代存量数据中心传统配电方案的可能性极低，核心原因包括：

a. 存量数据中心停电成本极高，即便UPS支持热插拔、多倍冗余，整体性替换对数据中心运营影响极大；

b. SST成本偏高，即便明年下半年量产，成本下降速度也较慢，对比UPS无明显显著优势；

c. 目前SST性能暂未超过UPS；

d. 存量传统数据中心单机柜容量多为10千瓦、20千瓦左右，提升电源转换效率的回报非常有限；

e. 国内电价较低，改造的经济性和必要性都不强。

6、SST技术路线差异及核心企业能力

·不同拓扑的效率差异：SST两类核心拓扑适配不同场景，效率表现差异显著：a. LLC单向拓扑为台达汇区电源方案，仅支持中压市电端到服务器机柜端的单向电力流动，低载下仍可保持高转换率，30%-80%负载区间内转换效率可达98%左右；b. DAB双向拓扑适配储能充放电双向需求，更适合高负荷满容量运行状态，低载下效率低于传统变压器；c. 新风光、伊戈尔等新入局企业目前尚未掌握LLC拓扑技术，也缺乏足够产能、实际运行数据及示范性项目，产品可靠性存疑。

·核心企业技术能力：针对四方与维谛合作的市场传言，当前海外数据中心汇区电源暂无大量订单，维谛、西门子、施耐德等外资企业暂无成熟SST量产能力，优先从国内供应链采购SST用于直流充电、数据中心大储项目，尚未大规模应用于汇区电源。外资企业技术储备方面，维谛核心优势集中在UPS、HVDCCAR、冷却及热管理方案，无中压级产品相关积累；西门子早年曾推出适配火车、地铁牵引变场景的SST方案，但频率较低，适配数据中心场景的SST产品研发时间较短，暂无成熟稳健产品；施耐德未自主研发过大型中压级电力电子产品，自研SST产品进度较慢，计划在国内寻找ODM或贴牌合作伙伴。头部企业技术对比来看，台达碳化硅模块能力强，电力电子技术积累深厚，属于行业第一梯队；四方已推出碳化硅SST样机，但尚未达到台达的性能与数据中心应用能力。

7、SST行业竞争格局划分

·企业竞争力梯队划分：按照技术成熟度、量产能力、外资合作情况，SST行业企业可划分为三个梯队：a. 第一梯队代表为台达、四方、西电、微光能源，该类企业技术成熟、具备量产能力，除台达外其余企业均已通过外资严苛的技术、量产能力考核开展合作，在全球范围具备竞争力，有望获取数据中心电源转换环节SST产品的市场份额；b. 第二梯队代表为金盘、特变电工等输配电类企业，该类企业出身于干式/油浸式变压器赛道，具备中压电技术积累及储能、EPS、逆变器等新能源产品布局，较早开展SIG相关研究，目前已拥有成熟样机并发给云商验证，行业口碑良好，技术与样机均处于较好的竞争地位；c. 第三梯队为新入局企业，仅可供应整流模块、高频变压器等零部件，暂无成熟可响应数据中心需求的SST整机样机。目前仅第一、第二梯队企业更有机会在英伟达链、谷歌链的电源切换技术领域获取不错的市场份额。

·送样企业进展与短名单情况：送样验证方面，金宏科技送样后暂无订单反馈，当前样机测试存在多项问题：一是老化问题，中压级输入时易出现串联分压不均，导致功率模块击穿、操作次数快速下降，该类问题暂无快速优化方案，依赖英飞凌等上游功率器件提升额定电压、耐压等级，目前上游功率器件耐压等级集中在1200伏、1700伏，暂无快速突破可能；二是存在底面绝缘、散热挑战，SST尺寸较小，加装绝缘层后易出现气泡引发故障，实际工况下测温点、局放测点易出现异常。准入进展方面，英伟达短名单内的企业对SST快速落地数据中心也缺乏足够信心，金盘送样后也无订单或准入code的相关反馈，当前仅海外企业Heron Power进入英伟达SST配电方案短名单，国内企业及台厂均未达到该准入标准。

8、SST成本构成及上游涨价情况

·各类电源产品价值量对比：当前不同电源产品单瓦价值量存在明显市场差异，产品同步向大容量方向迭代：

a. UPS产品：外资品牌在国内市场单瓦价值量约1元人民币，纯国产UPS因行业内卷价格下探至0.6-0.7元人民币，北美市场UPS价格高于国内外资产品，单瓦价值量达1.5元人民币以上；当前UPS主流容量为250千伏安，未来将逐步拓展至1兆瓦级别。国内另有巴拿马电源方案，2兆瓦级别模块造价约百来万人民币。

b. 电源边柜（SiC方案）：单瓦价值量约3-4元人民币，价格高于UPS的核心原因是其集成了服务器内的PSU、BBU、整流模块等部件，再叠加供应链溢价；当前供应商较少，主要为维谛、台达、施耐德，麦格米特也具备相关产能，产品从500千瓦级别起步。

c. SST产品：国内数据中心应用场景下，因SST冗余度高、串联模块多，故障时可旁路故障模块切换至其他模块，单瓦价值量约4-5元人民币，直流充电桩等简单架构的SST单瓦价值量约2元人民币；美国市场当前SST仍以样机为主，供应有限，单瓦价值量达国内的3倍，在10元人民币以上。未来SST产业化成熟后，预计合理价值区间为5-6元人民币/瓦，不过当前数据中心上游环节普遍存在涨价可能性，实际价值量仍存在不确定性。

·碳化硅涨价原因及影响：碳化硅模块是SST的核心成本构成，占SST BOM成本的30%-40%，其价格波动直接影响SST整体价值量，是SST未来定价的核心不确定因素。今年上半年英飞凌已经两次上调碳化硅管子价格，引发市场对SST成本端的关注。本轮碳化硅涨价的核心驱动为供需错配：供给端，适配数据中心、电力电子场景的高耐压、高操作次数的碳化硅MOSFET产能有限，仅英飞凌、安森美、时代电气等少数企业可供应成熟的1200伏、1700伏碳化硅电力电子产品，整体供应量偏低；需求端，除数据中心SST预期快速提升外，微网、工业电解等其他高功率直流场景的需求也在逐步放量，台达也计划在全直流场景推广SST，进一步扩大了需求范畴。

9、SST产业链环节及用量测算

·上游各环节竞争情况：高频隔离变压器环节当前技术难度较低，国内已有金泉华、宁夏永利等企业可供应，产品多采用铁氧体（锰铁氧体）材料，运行频率多为百赫兹到几千赫兹，属于中频范畴，行业内普遍称其为高频变压器，台达可自产该部件，也可外采部件后自行组装。整机环节技术壁垒较低，国内深圳地区布局整机生产的企业数量最多，产业链利润多集中在上游功率半导体、高频磁材环节，国内整机企业若仅做贴牌生产、产品应用于直流充电桩等传统场景，没有明显发展机会，仅外资品牌可享有较高品牌溢价。碳化硅上游衬底、外延环节将受益于需求爆发：当前半导体显卡制造、电力行业“硅进铜退”均在扩大碳化硅用量，同时服务器电压若从54V DC提升至正负400V/800V DC的趋势落地，将进一步拉动需求爆发，全产业链价值量有望整体提升，该判断已形成行业共识。

·碳化硅用量测算与技术挑战：碳化硅用量测算逻辑明确：1MW十千伏SST基础配置需至少14个功率模块，加冗余后约为20个，每个模块内含4个碳化硅MOSFET管，叠加三相电+三级变换的架构即可推算总用量；如果是2MW SST，碳化硅用量直接在1MW基础上翻倍。多模块串联是当前SST应用的核心技术挑战：多个功率模块串联存在均压难度高、稳定性不足的问题，单器件损坏易引发整体故障。未来大容量SST（如5MW、9MW）的研发核心难点为功率模块阵列智能管理算法，核心原因是碳化硅、氮化镓等功率器件的耐压技术突破速度较慢，容量提升后需要管控的碳化硅管子数量大幅增长，仅1MW SST就需要大几百上千个碳化硅管，多模块的协同控制、调度难度会随容量提升显著上升。