电力设备行业市场前景及投资研究报告：智驭电能AIDC赋能固态断路器

证券研究报告电力设备行业推荐（维持）智驭电能，AIDC赋能固态断路器成长蓝图报告日期：2026年1月26日投资要点KEYPOINTS⚫

随着AI技术的迅猛发展，IDC正加速向AIDC

转型升级，以适应日益增长的AI计算需求，提升资源利用效率。我们预计2025年AIDC容量有望达20GW，到2028年有望达61GW，行业发展迅速。随着云计算、大数据、人工智能等技术的蓬勃发展，数据中心作为信息基础设施的核心，未来将继续以迅猛的态势发展。⚫

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，一般将3kV以上的称为高压电器。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生过载或短路等故障时能自动切断电路，而在分断故障电流后不需要变更零部件。⚫

断路器市场未来将迎来广阔的发展空间。随着全球数字化转型加速，数据中心建设需求持续增长，作为核心电力设备的断路器市场规模将显著扩大。同时智算中心对断路器技术要求的全面提升，随着10kV直降750V直流架构普及，断路器需耐受750V及以上额定工作电压，同时GPU服务器等非线性负载故障电流上升速率提升，对断路器动作时间要求更快。⚫

固态断路器（SSCB）是一种基于功率半导体器件的保护装置。主控开关元件选型包括半控型（如SCR）或全控型（如IGBT、MOSFET、IGCT等）电力电子器件，搭配控制电路和缓冲吸能电路等完成电流快速开断功能。⚫

固态断路器预计成为800VDC架构刚需。1）直流系统开断电压波动大，电弧抑制难，电力电子器件作开关解决电弧问题；2）传统机械断路器保护时间（10毫秒以上）慢于直流电源（电力电子器件）的自我保护时间（几毫秒至10毫秒），导致短路时电源先保护、数据中心整体停电，直流断路器可有效实现单点短路保护；3）可替代“机械断路器+熔断器”的组合方案，无需频繁更换保险丝。随着市场规模持续增长以及进程加速，其应用前景广阔，预计2027年将迎来行业拐点，市场空间有望约百亿元。⚫

投资建议：在AIDC快速发展背景下断路器需求旺盛，同时在800V架构下，固态断路器有望成为行业必选项，内资企业有望逐步实现，海内外市场份额逐步提升，看好同时具备技术优势及渠道优势企业，推荐正泰电器，建议关注良信股份、泰永长征。⚫

风险提示：政策效果不及预期、下游需求不及预期、原材料价格持续上行、宏观经济波动。1本人有

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全球数据中心需求向上⚫

全球数据中心市场正经历由技术革命主导的结构性升级。据贝哲斯咨询，2024年全球超大规模数据中心市场规模达802亿美元，预计到2032年将增至9350亿美元，其中，美国、欧洲、亚太占比分别为42%、30%、21%。随着云计算、大数据、人工智能等技术的蓬勃发展，数据中心作为信息基础设施的核心，未来将继续以迅猛的态势发展。⚫

中国智算中心产业正进入规模化与自主化并行的关键阶段。2025年我国AIDC市场规模预计突破1356亿元，较2023年的879亿元实现54%增长。这一发展由三重核心动力驱动：一是政策层面，《算力基础设施高质量发展行动计划》明确要求2025年智能算力占比提升至35%，并配套专项财政支持；二是技术突破，国产AI服务器招标份额持续提升，能耗、可靠性等指标持续提升；三是应用需求，大模型参数量突破万亿级，推动智能算力需求快速增长。图、全球数据中心格局图、中国AIDC市场规模16001400120010008006004002000100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%其他,

7%亚太,

21%美国,

42%欧洲,

30%2020年2021年2022年2023年2024年2025年E美国欧洲亚太其他市场规模（亿元、左轴）同比增速资料：贝哲斯咨询，兴业证券经济与金融研究院整理资料：，兴业证券经济与金融研究院整理301

AIDC需求测算⚫

英伟达GPU及服务器的功率提升，呈现指数级增长与能效优化并行的双重趋势。随着先进封装工艺的提高，GPU的计算单元、HBM堆叠数量越加密集，功耗和热流密度的持续抬升，过去几年GPU单芯片功耗已经从700W左右跨过1000W，而按照当前英伟达和AMD产品节奏，未来两年单芯片进入2000W是高概率事件，电源、散热产业链均需同步升级。⚫

电源容量和价值量的提升共振推动服务器电源市场增长。除了得益于下游需求带动下的电源容量增长外，服务器供电系统集成度提升带动能量密度升级，单价有望相较于传统电源显著提升，随着芯片功率不断提升，电源能量密度提升的趋势有望保持，有望持续推动电源环节价值量改善。我们预计2025年得益于NVL36和NVL72的出货，服务器电源市场规模有望达到316.65亿元，同比增长超过100%。图、全球数据中心价值量图、GPU功率持续提升20220.6820234.7320242025E19.692026E30.772027E47.02AI

服务器电源需求合计（GW)AI服务器电源价值量（亿元）非AI

GPU出货（万片）10.426.7547.25

109.52

284.25

573.50

912.80234.00

176.00

180.00

216.00

259.20

311.04冗余系数2.003.512.002.642.002.702.003.242.003.892.004.67非AI

服务器电源功率需求（GW）非AI服务器电源价值量（亿元）服务器电源需求合计（GW)服务器电源价值量（亿元）35.104.1926.407.3727.0013.1232.4022.9338.8834.6646.6651.6941.8573.65

136.52

316.65

612.38

959.46资料：台达、英伟达GTC

，兴业证券经济与金融研究院整理资料：芯智讯、英伟达官网、techinsights、deepbaytech，兴业证券经济与金融研究院整理401

英伟达积极推进800V架构⚫

英伟达积极推动800V

HVDC架构。目前的架构涉及多个电源转换阶段。市电提供的中压（例如

35

kVAC）会降压至低压（例如

415VAC）。然后，该电源由交流

UPS进行调节，并通过配电单元

(PDU)和母线槽分配到计算机架。在每个机架内，多个电源单元

(PSU)将

415

VAC

转换为

54

伏直流电，然后分配到各个计算机托盘，进行进一步的直流-直流转换。英伟达预计，当前AI数据中心常用的54V

电源体系对应的机架功率物理极限为200kw，且单GW数据中心的机架式母线需要多达

50

万吨铜，成本和空间效率无法满足未来MW级别机架的工作需求。与当前的

54

V

系统相比，800V

HVDC系统端到端效率提升高达

5%，并可以通过降低主干电流节约铜缆用量，节约成本。⚫

下图展示了数据中心配电系统从当前的415V交流架构向未来的800V直流系统的演进过程，现有415V交流架构如第一个架构所示，包含多个组件：中压降压变压器、低压配电盘、UPS、配电单元以及交流配电盘(RPP或母线排）。每个计算机架以415

VAC的电压供电，机架内的电源扩展单元（PSU）将其转换为54

VDC，用于计算托盘和IT设备。可选的外部能量存储设施可用于缓冲来自GPU工作负载的动态功率波动。图、800VHVDC

架构可更大限度地减少能源转换环节图、AIDC配电系统演进资料：英伟达官网，兴业证券经济与金融研究院整理资料：英伟达800VDC白皮书，兴业证券经济与金融研究院整理5目

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断路器种类丰富，应用领域广泛⚫

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，一般将3kV以上的称为高压电器。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生过载或短路等故障时能自动切断电路，而在分断故障电流后不需要变更零部件。⚫

机械断路器的种类可以从极数、操作方式、安装方式、保护特性和灭弧介质这五个方面来划分。1）极数方面。可以分为单极、双极、三极、四极，主要决定其能应用于何种相数的电路中；2）操作方式方面，分为手动操作和自动操作两种；3）安装方式方面，分为固定式和插入式两种；4）保护特性方面，可分为B、C、D三种不同型号，分别用于照明和控制电路、一般负载电路和高启动电流的电动机电路；5）灭弧介质方面，可以使用空气、真空、油和六氟化硫等介质。图、机械断路器结构示意图图、机械断路器分类分类方式类型单极断路器主要特点

/

应用场景用于单相电路双极断路器三极断路器用于两相电路用于三相电路按极数分类四极断路器用于三相四线电路手动操作断路器自动操作断路器固定式断路器插入式断路器B型断路器需要人工手动操作按操作方式分类按安装方式分类通过保护装置自动切断电路固定安装在配电柜中可以插入到配电柜的轨道上适用于照明和控制电路适用于一般负载电路适用于较高启动电流的电动机电路利用空气作为灭弧介质利用油作为灭弧介质利用真空作为灭弧介质利用SF6气体作为灭弧介质C型断路器按保护特性分类按灭弧介质分类D型断路器空气断路器油断路器真空断路器六氟化硫（SF6）断路器资料：程控教育，兴业证券经济与金融研究院整理资料：电子发烧友，兴业证券经济与金融研究院整理702

机械断路器市场下行后温和修复，市场格局稳定⚫

机械断路器在近年呈现下行期承压、而后温和修复的态势。2024年，框架断路器市场规模为

153.81

亿元，同比路器市场规模为188.61亿元，同比增长0.5%，终端配电市场规模为

275.84

亿元，同比增长1.5%。地产与工商业投资的收缩促使终端配电和低压断路器市场萎缩；而随着电网改造、新能源、数据中心和算力基础设施的需求快速上升，机械断路器规模呈现规模回升。⚫

机械断路器外资强品牌与国产龙头并立，形成高市场集中度。2024年，施耐德市占率最高为14.73%，正泰以微小的差距落后，市占率为14.27%，CR3为38.11%。施耐德、ABB、西门子等外资企业长年占据高端项目；正泰、德力西、良信、天正、常熟等国产龙头则在中低压与终端渠道、工商业与工程配套里具有优势，凭渠道密度、交付效率、价格与服务优势形成头企业加速向高端、出海与系统方案扩张，具有高增长潜力。。长期来看，国产龙图、2024年机械断路器市场规模图、2024年机械断路器市场格局400.00350.00300.00250.00200.00150.00100.0050.000.100.05其他,

10.57%天正,

2.42%0.00施耐德,

14.73%西门子,

3.21%-0.05-0.10-0.15-0.20常熟开关,

3.75%良信,

4.76%正泰,

14.27%ABB,0.007.14%德力西,20212022202320249.11%框架断路器（亿元，左轴）终端配电（亿元，左轴）塑壳断路器同比（右轴）塑壳断路器（亿元，左轴）框架断路器同比（右轴）终端配电同比（右轴）施耐德正泰德力西ABB良信常熟开关西门子天正其他资料：格物制胜，兴业证券经济与金融研究院整理资料：格物制胜，兴业证券经济与金融研究院整理8数据中心的供电保障02⚫

断路器是智算中心电力保护系统的核心组件，承担故障隔离、设备防护和系统稳定性保障三重关键职能。在直流供电架构中，断路器直接作用于故障电流的快速切断，防止GPU服务器、储能单元等关键设备因短路或过流损毁。同时，直流断路器通过简化配电链路显著优化空间效率，承担新能源适配功能，消除了AC/DC转换损耗，助力智算中心PUE值降低。⚫

智算中心对断路器技术要求的全面提升。随着10kV直降750V直流架构普及，断路器需耐受750V及以上额定工作电压，同时GPU服务器等非线性负载故障电流上升速率提升，对断路器动作时间要求更快。⚫

直流断路器是高压直流（HVDC）供电架构的核心保护元件。AIDC正从传统的交流UPS供电向800V直流母线架构演进，以减少AC/DC、DC/AC能量转换环节，提升整体供电效率和功率密度。直流断路器是该架构中实现安全隔离、快速故障保护和故障电流局部化控制的关键设备，直接服务于AI机柜的供电需求表、数据中心断路器应用示例图、数据中心断路器设计面临的挑战快速重置的需求数据中心断路器新需求断路器作为单点故障未来能源需求不可预测环境温度影响性能资料：数据服务中心，兴业证券经济与金融研究院整理9资料：天正电气官网，兴业证券经济与金融研究院整理9目

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固态断路器重塑直流与供电系统的保护范式⚫

固态断路器（SSCB）是一种基于功率半导体器件的保护装置。主控开关元件选型包括半控型（如SCR）或MOSFET、IGCT等）电力电子器件，搭配控制电路和缓冲吸能电路等完成电流快速开断功能。自2019年德国汉诺威博览会上ABB公开了首台低压固态断路器概念样机，固态断路器已不再是纸上谈兵。截止到2024年，仅五年后，世界各地的电气企业均开始布局。⚫

固态断路器专利主要掌握在少数几家跨国巨头和少量垂直创新公司手里。伊顿电气持有166份专利，其专利布局既早又广，形成数量优势；ABB

位居第二，持有123份专利；IBM长期深耕数据中心、服务器供电架构等方向，在未来其业务需要大量固态断路器，因此进行了防御性与前瞻性布局。固态断路器的技术主导权集中在低压配电巨头和少数高端直流场景玩家手中，专利数量和应用场景强绑定，而数据中心与航空船舶是目前行业内两大最明确的驱动力。⚫

总结持有专利最多的公司，可以推断固态断路器在如下领域将会有大量需求：1）航空航天与国防：对快速、可靠、高功率电保护存在需求；2）工业配电与自动化；3）数据中心：需要高速、无电弧、数字化的保护；4）新能源发电与储能：电力电子特性要求高保护能力；5）船舶、电轨等交通电气化：大功率直流系统的应用场景。图、2019年德国汉诺威博览会ABB首台低压固态断路器概念样机图、全球固态断路器专利持有最多的企业汉密尔顿·桑德斯特兰AtomPower劳斯莱斯西门子IBMABB伊顿电气020406080100120140160180持有专利数资料：ABB官网，兴业证券经济与金融研究院整理资料：

lens数据库，兴业证券经济与金融研究院整理1103

固态断路器发展进程⚫

固态断路器实现了从电网级直流保护试验品逐步走向低压直流配电与新型负载标配的演进。2004

年

ABB

率先实并完成工程应用；2012到2013

年

ABB

在高压直流领域确立混合式直流断路器路线并取得关键开断突破，奠定了“固态快速限流/切除

+机械隔离”协同保护的主导范式。2018年

ARPA-E

发布中压直流断路器计划，推动

MVDC保护进入国家级研发通道。2019年起技术重心下沉至

LVDC，ABB

展示低压样机、Atom

Power

推出并量产双向

SSCB，标志其在数据中心、充电与储能等场景加速落地。2021到2022年阿斯特拉海事系统应用与西门子获得

UL

列名，标志着

SSCB

进入高可靠工程化与认证体系。2024

年国内平高/中国电气装备实现百万次寿命样机，代表着中国在固态短路器领域的重要演进。图、固态断路器发展进程资料：基于常通型SiCJFET器件的中低压直流固态断路器研究综述_何东等，ABB官网，今日半导体，power杂志，环球新闻,

能源行业评价，eepower，中国电气官网，美通社，电子工程专辑，兴业证券经济与金融研究院整理1203

固态断路器性能优势显著，工程造价问题仍需改善⚫

固态断路器相较传统机械断路器有显著的性能跃迁。传统机械直流断路器依赖触点分离与灭弧过程完成分断，动流故障电流往往已显著爬升后才被切除，且分断必伴随电弧与触点烧蚀，因此在高风险场景需要复杂灭弧与防护并带来寿命和维护压力；而固态断路器则用功率半导体的状态转换取代机械运动，分断速度可达微秒级甚至更快，使保护从“故障后分断”变为“先限流再隔离”，在直流配电中显著降低故障能量与系统冲击，同时全程无电弧、通断寿命可提升到百万次量级，并天然集成传感、通信与可编程保护能力，适合矿井化工等零飞弧需求及数据中心、直流微网等数字化配电场景。⚫

但目前固态断路器未形成规模化，工程成本较高。基于目前的生产和应用状况，半导体器件与驱动控制成本较高、导通压降导致通态损耗和发热显著增加、为散热配置的冷却结构使体积和维护复杂度上升。此外，纯固态方案难以提供完全物理隔离，工程上往往需引入机械隔离断口。表、直流断路器技术特性对比表、固态断路器优劣势优势劣势机械直流断路器混合式固态断路器固态断路器分断时间短：固态断路器依托电力电子器

成本较高：半导体功率器件当前成件，分断时间可达微秒级，再叠加固有动

本仍偏高，导致整机成本高于传统类型断开时间电弧冷却方式电弧烧蚀使用寿命换流可靠通态损耗冷却设备控制难易控制可靠成本栅片灭弧型中自然换流型

强制换流型/极短无电弧/短短作时间，能更好地保护直流系统电路。断路器。栅片换热冷却

过零自然冷却

过零自然冷却功耗较高：传统导电回路接触电阻低；半导体器件导通压降较大，通态损耗高并带来发热问题。严重短一般长一般长无弧开断：采用电力电子器件实现开断过程无电弧，从机理上避免电弧相关风险。较长高一般低一般低高高集成度：固态断路器可在器件与控制层

体积较大：需要配套冷却和散热装面集成通信、智能化、人机交互，扩展性

置，增加体积与费用，也使维护更高与换流有关更强。不方便。//有一般一般低较容易高较容易较高容易较高高环境适应性好：固态断路器无需额外零飞弧罩或防爆外壳即可运行，可以适应完全隔绝电弧的场景，如矿井和化工厂。电气隔离：电源侧和负载侧需要完全的物理隔离以保证安全。一般一般资料：电气芯动力，兴业证券经济与金融研究院整理资料：

电气芯动力，兴业证券经济与金融研究院整理1303

固态断路器标准快速发展⚫

在数年间，固态断路器标准快速发展。各标准主要内容如下：➢

T/CEEIA

332-2018：中国最早直接面向快速/混合式（半导体+机械）断路器的团体标准；➢

UL489I（OI）：北美第一份针对

SSCB

的“认证通道型文件”，该文件于2019年发布初版，2022年二次修订；➢

T/CMIF

171-2022

/T/CEEIA

603-2022：中国在“船舶/海工直流化”需求牵引下，率先在垂直行业落地

SSCB

标准；➢

T/CEEIA

782-2024：中国第一份面向“固态/混合式断路器本体”的通用团体标准；➢

ANSI/UL489I:2025：北美首版

ANSI/UL489I

正式现行，替代

OI

作为权威合规依据；➢

IEC

60947-10：为全球形成统一定义、测试和互认奠定基础；图、固态断路器行业标准发展进程资料：电气芯动力，国家标准馆、ULsolution

，兴业证券经济与金融研究院整理1403

固态断路器行业研发竞争激烈，中国具有专利竞争力⚫

固态断路器市场专利竞争激烈，全球专利授权数和申请数持续增长。截止到2025年11月，2025年共计申请专利12.61%，授权专利

103

项，同比降低1.9%。2019年前，功率半导体成本较高，技术不成熟且未形成统一的标准，各公司在专利投入较少；自2019年，德国汉诺威博览会上ABB公开了首台低压固态断路器概念样机，半导体技术成熟，量产得以实现等因素相互叠加，专利申请迅速增长，而后逐年带动专利授权和专利申请形成增长正循环；2023年专利申请降低，进入专利消化期，各家重心由技术研发转向生产落地；而后2024年，随着数据中心和800V

HVDC

架构成为确定性增量与SSCB国际标准落地，企业开始加速竞争。⚫

固态断路器：预计成为800VDC架构刚需。1）直流系统开断电压波动大，电弧抑制难，电力电子器件作开关解决电弧问题；2）传统机械断路器保护时间（10毫秒以上）慢于直流电源（电力电子器件）的自我保护时间（几毫秒至10毫秒），导致短路时电源先保护、数据中心整体停电，直流断路器可有效实现单点短路保护；3）可替代“机械断路器+熔断器”的组合方案，无需频繁更换保险丝。随着市场规模持续增长以及进程加速，其应用前景广阔，预计2027年将迎来行业拐点，市场空间有望约百亿元。表、固态断路器市场空间图、固态断路器专利授权与申请呈增长趋势2023年

2024年

2025年E

2026年E

2027年E

2028年E30025020015010050100.00%80.00%60.00%40.00%20.00%0.00%AIDC容量（GW）固态断路器渗透率机械断路器需求（GW）机械断路器单W价值量机械断路器市场空间（亿元）同比50%5100%200%203110%284730%336160%25100.3140.30.3590.3830.30.3319974121%89%41%319%14-26%37-20.00%-40.00%0固态断路器需求（GW）固态断路器单W价值量固态断路器市场空间（亿元）同比2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

20250.75230.70990.65239142%专利授权数（左轴）专利申请数（左轴）专利授权数同比（右轴）专利申请数同比（右轴）328%资料整理、测算：英伟达官网、techinsights、deepbaytech，兴业证券经济与金融研究院资料：lens数据库，兴业证券经济与金融研究院整理1503

国内外企业加速固态断路器产业布局⚫

各头部公司明确投资规划加速固态断路器布局。各企业关注领域各不相同，ABB

、施耐德、西门子、伊顿电器关心（HVDC/LVDC）相关的

800VDC

直流配电生态；阿斯特罗关注海事

MVDC/LVDC固态直流断路器，强调设备高功率密度下的可靠性；日立能源关注HVDC与多端直流电网；泰永长征和泰开等国内厂商关注直流化配电与柔直。表、各公司未来布局方向公司国家/地区瑞士/瑞典未来投入方向与NVIDIA共同开发下一代

AI

数据中心电力架构（含

800V直流配电），并强调

全球，重点北美/欧洲

AI数据中SACE

Infinitus

是让

DC

配电可行的关键固态断路器产品线

心生态