電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/梁浩斌)數(shù)據(jù)中心的投資仍有非常大的預(yù)期,今年年初,英偉達(dá)高管多次釋放樂觀信號,表示英偉達(dá)2026年收入肯定比去年10月預(yù)測的5000億美元更高,暗示訂單前景大好。在1月26日,英偉達(dá)又投入20億美元入股數(shù)據(jù)中心CoreWeave;1月27日,微軟獲批在威斯康星州增建15個數(shù)據(jù)中心,同時亞馬遜、谷歌、甲骨文等云計算大廠也在尋找新的數(shù)據(jù)中心選址,未來數(shù)據(jù)中心基建的需求還將會逐步增加。
而在數(shù)據(jù)中心基建過程中,電力傳輸用線纜的需求也將進(jìn)一步提高。
數(shù)據(jù)中心線纜需求
為了應(yīng)對AI算力卡越來越高的功率,單機(jī)架功率需求甚至高達(dá)1MW的需求,傳統(tǒng)48V/54V低壓直流或415V交流在兆瓦級機(jī)架下面臨電流過大、銅纜重量爆炸、線損嚴(yán)重、布線空間不夠等問題,因此數(shù)據(jù)中心的供電架構(gòu)正在向800V HVDC發(fā)展。
而轉(zhuǎn)向800V高壓后,用于輸電的線纜會有幾種明顯的變化。首先是從過去的大電流低電壓,轉(zhuǎn)換到小電流高電壓后,在更高的功率輸出下,無需更粗的線徑,機(jī)架內(nèi)的布線方式也從過去密集的銅排變成母線槽,降低了布線的復(fù)雜度。
英偉達(dá)、Vertiv等廠商認(rèn)為,相比 54V 系統(tǒng),800V 架構(gòu)可使銅纜用量減少45% - 70%。線纜變得更細(xì)、更輕。當(dāng)然隨著功率需求的不斷增大,以及數(shù)據(jù)中心的數(shù)量增加,總體市場的銅纜需求會繼續(xù)保持高增長,且線纜由于技術(shù)上的升級,可能會令單價提高。
另外,高壓的環(huán)境下,線纜的絕緣等級也需要相應(yīng)提高,需要選用1000V 及以上專用直流電纜(DC 900V/1500V 為常用規(guī)格),遠(yuǎn)高于傳統(tǒng) 54V 系統(tǒng)要求。
線纜絕緣材料必須具備更高的擊穿電壓等級,并能長期承受 800V 直流電場下的極化效應(yīng),防止材料老化導(dǎo)致的漏電。線纜絕緣材料從過去的普通 PVC 轉(zhuǎn)向XLPE/XLPO等耐高溫、耐高壓、抗老化材料,具備更高的介電強(qiáng)度與熱穩(wěn)定性。
800V 直流電最危險的地方在于電弧。直流電沒有過零點(diǎn),一旦發(fā)生拉弧很難熄滅,因此連接器必須經(jīng)歷徹底重構(gòu)。首先連接器必須具備物理遮蔽,確保運(yùn)維人員在帶電操作時手指無法接觸到金屬觸點(diǎn);其次需要具備防拉弧設(shè)計,配合系統(tǒng)側(cè)的固態(tài)斷路器,在物理拔出前先切斷電流;另外還需要連接器具備低接觸電阻,對連接點(diǎn)的穩(wěn)定性要求更高。
電磁屏蔽同樣是800V HVDC線纜所需要重視的,雖然線纜傳輸?shù)氖侵绷麟姡娏Φ脑搭^和終端上,高壓系統(tǒng)中常會用到寬禁帶功率器件,開關(guān)頻率高會產(chǎn)生顯著的高頻紋波和工模干擾,有可能會通過線纜向外輻射高頻噪聲,影響光模塊等高速信號部件。因此線纜需要包括編織網(wǎng)或鋁箔屏蔽層,以抑制高頻電磁輻射。
另外值得關(guān)注的是,在800V HVDC架構(gòu)的配電部分,傳統(tǒng)的電纜束正在被母排槽所取代。那么什么是母排槽?傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心配電方案,一般是采用電纜+列頭柜的方案,一旦電纜鋪設(shè)完成,如果機(jī)柜要增加功率或改變位置,就必須重新拉線、斷電施工。
而母排即是類似于家用長條形的軌道插座,哪里需要接電就可以在相應(yīng)位置接入一個插座。在結(jié)構(gòu)上,母排是一個銅制的長條形部件,母排上提供多個可插拔的接口位置,而母排槽則是用絕緣材料將母排固定在一個金屬屏蔽外殼內(nèi)。在數(shù)據(jù)中心中,機(jī)柜需要供電就只需要在機(jī)柜上方或背面安裝一個長槽位,讓機(jī)柜可以像插件一樣,隨時接入母排槽就能獲得供電。這種模式能夠讓數(shù)據(jù)中心的部署更加靈活。
同時母排槽內(nèi)還集成傳感器,持續(xù)監(jiān)控電流電壓、溫度等數(shù)據(jù),保障供電的穩(wěn)定。
當(dāng)前面向數(shù)據(jù)中心HVDC的線纜產(chǎn)品
目前市場上,800V HVDC數(shù)據(jù)中心專用線纜仍未形成一個標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,目前線纜大廠主要還是在數(shù)據(jù)中心中壓線纜上推出專用產(chǎn)品,而800V架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心用線纜仍依賴工業(yè)、電動汽車應(yīng)用的同類產(chǎn)品。
在英偉達(dá)的800V HVDC合作伙伴名單中,臺達(dá)、伊頓、BizLink、Schneider、Vertiv等,是目前最明確的數(shù)據(jù)中心HVDC線纜供應(yīng)商。比如臺達(dá)在800V DC Power Cube解決方案中,提供從PDU或HVDC Power Shelf到IT機(jī)架的短距互聯(lián)電纜(Cross-Link Cable),根據(jù)臺達(dá)展示的文檔,該線纜電壓額定800V DC,耐壓裕量可達(dá)2kV;單根支持約68A的電流,導(dǎo)體截面更小,相比48V減少超過70%的銅用量;集成Fuse + DC Relay,實(shí)現(xiàn)快速斷開;一個PDU可接4根Cross-Link Cable,到達(dá)對應(yīng)IT 機(jī)架;在連接器上采用高壓直流專用連接器,支持熱插拔、防電弧、屏蔽設(shè)計。
臺達(dá)的方案在OCP 2025上進(jìn)行了首發(fā)演示,目前已經(jīng)進(jìn)入試點(diǎn)交付階段,但HVDC架構(gòu)在數(shù)據(jù)中心仍未大規(guī)模落地,預(yù)計要到2027年才會跟隨Kyber機(jī)架量產(chǎn)了。
大陸廠商方面,亨通光電、遠(yuǎn)東電纜等也已經(jīng)推出了相關(guān)的數(shù)據(jù)中心高壓直流電纜產(chǎn)品,比如ES-H15Z-F/H 系列是遠(yuǎn)東電纜針對儲能系統(tǒng)直流側(cè)連接與800V HVDC 數(shù)據(jù)中心供電場景開發(fā)的專用高壓直流電纜產(chǎn)品線,具備DC 900V/1500V 額定電壓、125℃耐溫等級、高載流能力與優(yōu)異絕緣屏蔽性能,完美適配 AI 數(shù)據(jù)中心兆瓦級機(jī)柜與儲能系統(tǒng)高壓直流傳輸需求。
小結(jié):
隨著AI算力需求爆炸式增長和800V HVDC從2027年起進(jìn)入大規(guī)模商用,數(shù)據(jù)中心專用高壓直流線纜市場將迎來爆發(fā)式機(jī)遇,數(shù)據(jù)中心線纜市場重心將加速向高性能復(fù)合絕緣材料、智能化實(shí)時監(jiān)測及預(yù)制化模塊組件傾斜,助力AI數(shù)據(jù)中心更高效運(yùn)行。
而在數(shù)據(jù)中心基建過程中,電力傳輸用線纜的需求也將進(jìn)一步提高。
數(shù)據(jù)中心線纜需求
為了應(yīng)對AI算力卡越來越高的功率,單機(jī)架功率需求甚至高達(dá)1MW的需求,傳統(tǒng)48V/54V低壓直流或415V交流在兆瓦級機(jī)架下面臨電流過大、銅纜重量爆炸、線損嚴(yán)重、布線空間不夠等問題,因此數(shù)據(jù)中心的供電架構(gòu)正在向800V HVDC發(fā)展。
而轉(zhuǎn)向800V高壓后,用于輸電的線纜會有幾種明顯的變化。首先是從過去的大電流低電壓,轉(zhuǎn)換到小電流高電壓后,在更高的功率輸出下,無需更粗的線徑,機(jī)架內(nèi)的布線方式也從過去密集的銅排變成母線槽,降低了布線的復(fù)雜度。
英偉達(dá)、Vertiv等廠商認(rèn)為,相比 54V 系統(tǒng),800V 架構(gòu)可使銅纜用量減少45% - 70%。線纜變得更細(xì)、更輕。當(dāng)然隨著功率需求的不斷增大,以及數(shù)據(jù)中心的數(shù)量增加,總體市場的銅纜需求會繼續(xù)保持高增長,且線纜由于技術(shù)上的升級,可能會令單價提高。
另外,高壓的環(huán)境下,線纜的絕緣等級也需要相應(yīng)提高,需要選用1000V 及以上專用直流電纜(DC 900V/1500V 為常用規(guī)格),遠(yuǎn)高于傳統(tǒng) 54V 系統(tǒng)要求。
線纜絕緣材料必須具備更高的擊穿電壓等級,并能長期承受 800V 直流電場下的極化效應(yīng),防止材料老化導(dǎo)致的漏電。線纜絕緣材料從過去的普通 PVC 轉(zhuǎn)向XLPE/XLPO等耐高溫、耐高壓、抗老化材料,具備更高的介電強(qiáng)度與熱穩(wěn)定性。
800V 直流電最危險的地方在于電弧。直流電沒有過零點(diǎn),一旦發(fā)生拉弧很難熄滅,因此連接器必須經(jīng)歷徹底重構(gòu)。首先連接器必須具備物理遮蔽,確保運(yùn)維人員在帶電操作時手指無法接觸到金屬觸點(diǎn);其次需要具備防拉弧設(shè)計,配合系統(tǒng)側(cè)的固態(tài)斷路器,在物理拔出前先切斷電流;另外還需要連接器具備低接觸電阻,對連接點(diǎn)的穩(wěn)定性要求更高。
電磁屏蔽同樣是800V HVDC線纜所需要重視的,雖然線纜傳輸?shù)氖侵绷麟姡娏Φ脑搭^和終端上,高壓系統(tǒng)中常會用到寬禁帶功率器件,開關(guān)頻率高會產(chǎn)生顯著的高頻紋波和工模干擾,有可能會通過線纜向外輻射高頻噪聲,影響光模塊等高速信號部件。因此線纜需要包括編織網(wǎng)或鋁箔屏蔽層,以抑制高頻電磁輻射。
另外值得關(guān)注的是,在800V HVDC架構(gòu)的配電部分,傳統(tǒng)的電纜束正在被母排槽所取代。那么什么是母排槽?傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心配電方案,一般是采用電纜+列頭柜的方案,一旦電纜鋪設(shè)完成,如果機(jī)柜要增加功率或改變位置,就必須重新拉線、斷電施工。
而母排即是類似于家用長條形的軌道插座,哪里需要接電就可以在相應(yīng)位置接入一個插座。在結(jié)構(gòu)上,母排是一個銅制的長條形部件,母排上提供多個可插拔的接口位置,而母排槽則是用絕緣材料將母排固定在一個金屬屏蔽外殼內(nèi)。在數(shù)據(jù)中心中,機(jī)柜需要供電就只需要在機(jī)柜上方或背面安裝一個長槽位,讓機(jī)柜可以像插件一樣,隨時接入母排槽就能獲得供電。這種模式能夠讓數(shù)據(jù)中心的部署更加靈活。
同時母排槽內(nèi)還集成傳感器,持續(xù)監(jiān)控電流電壓、溫度等數(shù)據(jù),保障供電的穩(wěn)定。
當(dāng)前面向數(shù)據(jù)中心HVDC的線纜產(chǎn)品
目前市場上,800V HVDC數(shù)據(jù)中心專用線纜仍未形成一個標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,目前線纜大廠主要還是在數(shù)據(jù)中心中壓線纜上推出專用產(chǎn)品,而800V架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心用線纜仍依賴工業(yè)、電動汽車應(yīng)用的同類產(chǎn)品。
在英偉達(dá)的800V HVDC合作伙伴名單中,臺達(dá)、伊頓、BizLink、Schneider、Vertiv等,是目前最明確的數(shù)據(jù)中心HVDC線纜供應(yīng)商。比如臺達(dá)在800V DC Power Cube解決方案中,提供從PDU或HVDC Power Shelf到IT機(jī)架的短距互聯(lián)電纜(Cross-Link Cable),根據(jù)臺達(dá)展示的文檔,該線纜電壓額定800V DC,耐壓裕量可達(dá)2kV;單根支持約68A的電流,導(dǎo)體截面更小,相比48V減少超過70%的銅用量;集成Fuse + DC Relay,實(shí)現(xiàn)快速斷開;一個PDU可接4根Cross-Link Cable,到達(dá)對應(yīng)IT 機(jī)架;在連接器上采用高壓直流專用連接器,支持熱插拔、防電弧、屏蔽設(shè)計。
臺達(dá)的方案在OCP 2025上進(jìn)行了首發(fā)演示,目前已經(jīng)進(jìn)入試點(diǎn)交付階段,但HVDC架構(gòu)在數(shù)據(jù)中心仍未大規(guī)模落地,預(yù)計要到2027年才會跟隨Kyber機(jī)架量產(chǎn)了。
大陸廠商方面,亨通光電、遠(yuǎn)東電纜等也已經(jīng)推出了相關(guān)的數(shù)據(jù)中心高壓直流電纜產(chǎn)品,比如ES-H15Z-F/H 系列是遠(yuǎn)東電纜針對儲能系統(tǒng)直流側(cè)連接與800V HVDC 數(shù)據(jù)中心供電場景開發(fā)的專用高壓直流電纜產(chǎn)品線,具備DC 900V/1500V 額定電壓、125℃耐溫等級、高載流能力與優(yōu)異絕緣屏蔽性能,完美適配 AI 數(shù)據(jù)中心兆瓦級機(jī)柜與儲能系統(tǒng)高壓直流傳輸需求。
小結(jié):
隨著AI算力需求爆炸式增長和800V HVDC從2027年起進(jìn)入大規(guī)模商用,數(shù)據(jù)中心專用高壓直流線纜市場將迎來爆發(fā)式機(jī)遇,數(shù)據(jù)中心線纜市場重心將加速向高性能復(fù)合絕緣材料、智能化實(shí)時監(jiān)測及預(yù)制化模塊組件傾斜,助力AI數(shù)據(jù)中心更高效運(yùn)行。
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