电力设备行业SST是800VDC供电架构下一代方案高频变为关键元器件

一、SST：AIDC下一代供电架构SST是下一代电力电子变压器SST是下一代变压器，是一种AC-DC整流级→DC-DC变换级ACSiC/GaN（纳米晶为技术支撑，实现中压直入、98%40%以上，相比传统工频变压器具备高效率、小体积、双向能量流控、谐波治理和故障隔离等综合优势。当前SST800VHVDC供电架构升级为其最大驱动力——Rubin光储、轨交、充电设施等更广泛场景。图表1：固态变压器工作原理东华科电与传统变压器的核心区别在于：工作原理不同：传统变压器：（通过铁芯）来改变电压。本质上是低频（50/60Hz）交流能量的直接磁-磁”转换。受工频频率限制，想要承载大功率电能传输，必须增大铁芯截面积、增加绕组匝数，直接导致设备重量、体积大幅上升；功能层面仅具备单向升降压单一功能。固态变压器：芯油浸”。SST以SiC/GaN宽禁带半导体功率器件作为电力开关，将50/60Hz工频10kHz~100kHz高频磁性器件、高分子绝缘材料构成，因此命名为固态”变压器。核心材料不同：传统变压器：核心是硅钢片叠成的铁芯和铜/铝导线绕组。（ISCOSEE频磁元件（高频隔离变压器、电容和先进控制电路。图表2：固态变压器与传统变压器关键指标对比比较维度传统磁芯变压器固态变压器（SST）工作原理电磁感应，铁芯+线圈电力电子变换，半导体器件+高频变压器工作频率工频（50/60Hz）高频（kHz-MHz）效率92%-94%98.5%以上（省电4-6个百分点）体积/重量体积大、重量沉体积小、重量轻（仅为传统1/3-1/5）响应速度慢微秒级响应（快上千倍）电能质量THD较高输入电流THD<3%，输出电压THD<1%功能仅电压变换电压变换+无功补偿+谐波抑制+智能控制与新能源对接无法直接对接，需额外转换设备直接兼容光伏、风电等新能源数据中心PUE影响增加PUE显著降低PUE(年省电费千万级配电面积占用大空间减少63%以上（400㎡→150㎡）感器专家当前SST多采用三级拓扑结构。目前，业内大容量领域多采用输入串联输出并联架构（ISOP）电压拆分方案来实现SST。H桥变换器（CHB）ACAC/DC变换，实现中压交流电转换为稳定高压直流母线电压，并滤除电网侧谐波、抑制无功功率。第二级将高压直流母线电能经由逆变电路转化为高频方波交流电。第三级再通过高频隔离变压器完成电气隔离与电压等级转换，最后整流为低压并输出并联。低压输出级输出单元根据智算中心负载需求分为两路输出模式：直接AI适配高密度算力集群。图表3：SST原理示意图SSTSST样机成本核算数据，整机价值分布清晰，高频隔离变压器总成及配套绝缘、利兹绕组合15%~20%，是仅次于宽禁带功率半导体的第二大价值板块。宽禁带功率半导体器件（：SiCN功率模块是整机成本最高环节。当前高压大功率SST主流采用碳化硅MOSFET模块。（绕组、全套高频耐脉冲绝缘结构、金属骨架、引线组件。液冷散热系统、柜体结构件（：高频工况下设备热流密度远高于传统工频变压器，风冷散热方案已无法满足兆瓦级大功率机型需求，液冷散热模组逐步成为行业标配；包含水冷板、循环管路、密封柜体、减震结构、防护外壳等零部件。（讯，是实现算电协同调度的软件硬件载体。（温度传感器、局放检测传感器、通讯线缆等配套小件。图表4：SST成本拆分辅助电源、连接器、传感器等辅材10%数字控制系统15%

半导体器件40%液冷散热系统、柜体结构件15%高频变压器20%天SST固态变压器技术交流提出DC架构，SST是DC供电架构下一代方案AI服务器机柜功率密度倍级提升。根据英伟达数据，Hopper架构机柜功率约40kW，BlackwellUltra架构升至150kW+，Rubin架构超200kW，Kyber架构预计机柜功率超GPU100力基础设施不再处于从属地位，其占用的空间甚至已可与计算空间相媲美或超越。图表5：英伟达机柜功率迭代情况伟功率传输遵循P=U×I基本关系。AIDC负载功率急速攀升时，若维持传统低压配电，电走高。架构底层逻辑是在功率恒定前提下抬升电压等级，以高电压换取低电流（PU↑×I全裕度与成本空间。415VAC157%480VAC16%800/1500VDC配电，相同导体截面积下的功率传输能力可提升157%/382%。图表6：AC与DC电源电缆对比伟15kW60kWMW图表7：数据中心供电与机房占比GPU会GPU30%100%I²R50%占空比的波动可使有效值器件的热损耗也显著攀升；其次，功率骤变直接冲击数据中心配电网，瞬时尖峰可能触发断路器误跳闸或导致母线电压跌落，影响相邻机柜稳定性；对上游电网而言，数十兆图表8：LLM训练过程中GPU负载的剧烈摆动伟传统配电架构在瓶颈。铜缆用量膨胀、浪费计算空间：传统供电架构下，电流过大/54V≈18,500A，1MW200200800VHVDC架构通过提高电压降低电流，使铜缆用量减少45%，机柜空间节省26%。多级转换链路冗长，效率低：传统路径需经变压器降压→UPS→PDU→PSU→板级VRM，累计5级转换，串联总效率仅约87.5%。电流过大、电阻等过大。/54V≈18,500A，1250A，使得母线缩小，热应力降低。若保持导体电阻不变，I²R200倍。不匹配：GPUMW级，现有的415/480V交流电缆与连接方案已无法满足需求。800VDC架构是下一代供电框架：大幅降低配电电流，减少铜材用量和线缆体积，实现从电网到机柜的端到端精简；相同功率下，800VDC构架电流降至54V的1/15，铜材用量减少45%。将AC/DCDC→12VLLC+矩阵变压器10%GPU同步化工作负载导致30%-100%的剧烈负载波动，数据中心内部必须挂载储SST800V原生（电解电容/超级电容电池RMS损耗（占空比可致RS损耗2%，减轻电网冲击。图表9：415V与800V供电架构对比图伟图表10：AI算力中心多时间尺度储能缓冲方案时间尺度技术部署位置作用微秒-毫秒片上/板级电容GPUVRM附近吸收瞬态尖峰毫秒-秒超级电容机柜/排级缓冲GPU工作负载突变秒-分钟电池储能(BESS)设施级平滑电网波动，备用电力分钟-小时电网+可再生能源园区级基础供电一精SST是DC+HVDC整流图表11：800V

并未真正消除冗余环节。SST的价值正在于此——它以单台功率电子装置替代工频变压HVDC35kVAC800VDC7.5MVA98.5%+，同时集成隔离、调压、谐波治理、双向馈电、故障保护功能，从根本上消除了降压变压器→低压AC母线→整流器→DC母线”的传统链路。没有SST，原生直流数据中心只能停留DCLLC单级降压、白空间利用率最大化三个目标同时成立。伟SSTSST过渡的关键窗口期，如台达算力中心SST借跨源网荷储、数据中心、超充站的多场景示范工程积累率先获得海外订单。从时间节奏看，2026年全行业处于研发送样验证与小批量出货阶段，2027产拐点，2028-203010+kV/5-10MW级SST有望成为主流。图表12：国内外企业SST进展情况序号企业进程1台达已商用（产业化进度最快）。2025年11月联合美团、秦淮数据发布全球首个算力中心SST智能直流供电系统方案，已投入使用；2026年3月推出集装箱式SST直流移动智算中心。2伊顿验证运行中+新品迭代。2024年12月与世纪互联联合发布10kV中压能源路由器方案，已稳定运行超1年；20266MVSST2.02.5MW98.5%；与特锐德达成深度战略合作，推出基SST的全预制化算力电源解决方案。3维谛技术联合研发中。计划2026年下半年推出800VDC电源产品（2MW级SST），合作方为新特电气。4施耐德电气研发阶段。推出800VSidecar架构方案，可为1.2MW机柜供电。5金盘科技13.8kV固态变压器样机已于2026年3月底发往美国数据中心场景进行测试，该产品适配美国电网标准及HVDC800V供电架构。6四方股份2026年4月发布数智SST1.0，额定功率2.4MW、效率98.5%，体积较传统设备缩减70%。7中国西电示范工程+海外商用订单。2022年SST在源网荷储中应用；2023年应用于东数西算数据中心；2024年扩展到超充站；近期签约4台13.8kV交流/800V直流SST，海外数据中心订单。8伊戈尔产品发布+预计量产。2026年4月发布君诺JUNO系列SST，在北美、欧洲完成首秀；三套电压标准版本（34.5kV/60Hz美、22kV/50Hz欧、10kV/50Hz中），预计2027年实现量产。9特锐德产品发布。2026年6月发布全球首个算力中心高压交直流预制舱“算电岛”，集成SST、高压变压器、GIS等设备；与伊顿深度战略合作。10华为战略布局。将SST技术列为源网荷储战略“终极方案”，在2026全球AIDC产业论坛上明确SST路线。11新特电气联合研发中。与维谛技术合作联合研发2MW级SST，配套800VDC产品，计划2026年下半年推出。12智光电气产品发布。2026年5月联合华能清能院发布Coota1.0，数据中心版本额定功率4.2MW，单机功率领先同行。工储能，国际能源网，高工智算，伊顿，西电电力电子，特锐德电二、高频变压器：SST小型化的关键核心元器件高频变压器是SST重要元器件，生产壁垒较高高频变压器是SST核心部件，需要完成电气隔离、实现体积缩减。SSTAC→多电平整流→高频隔离DC/DC→dv/dt计压力四重考验。SST单元、高频变压器和低压功率单元组成。高频变压器将高压部分和低压部分进行电气隔离，高频变压器通过提升工作频率，在同等功率条件下大幅压缩磁芯与绕组体积，减小SST命。高频变压器生产壁垒高，普通工频变压器厂商难以跨产。SST50Hz20kHz~100kHz，输入为陡沿方dv/dt可达十几kV/μs工频适配的绝缘、绕组、铁芯结构极易产生气隙局部放电，逐步形成电树枝通道引发绝缘击穿；同时绝缘介质损耗与工作频率正相关，高频工况下介质损耗激增，设备内部热量堆积，大幅加快绝缘热老化进程。现阶段行业样机选材无统一规范，绝缘耐热等级、绕组结构、屏蔽方案、灌封材料杂乱不一，进一步加剧产品性能离散性。传统工频硅钢片铁芯无法适配高频工况，涡流损耗与磁滞损耗极大，当前行业主流采用非晶合金、纳米晶等高端软磁材料，但该类材料质地脆、加工工艺复杂，必须依托标准化真空灌封结构与选材方案保障运行稳定性。难点一：温度控制。从实际应用工况分析，AI行临界温度，该数值已接近H加速老化、软化甚至熔损，直接诱发短路、起火事故。SST4000V机械损伤、绝缘瑕疵、灌封气泡等微小缺陷，都会直接导致耐压击穿、局部放电超标。AI磁兼容不达标将严重影响服务器与算力芯片正常工作。在可靠性测试方面，海内外客户1000500小时，长周期测试对材料稳定性与工艺耐久性形成严格考验。难度三：磁性材料与频率矛盾。SiCEMI20kHz~50kHz成为当前行业公认的主流工作区间。100kHz以上超高频方案虽可进一步AI来随着第三代半导体、新型磁性材料技术持续突破，设备工作频率有望进一步提升，短期之内，20kHz~50kHz仍是兼顾体积、效率、可靠性与成本的最优选择。图表13：工频变压器和高频变压器性能对比对比维度传统变压器固态变压器（SST）体积与重量庞大笨重，10kV/500kVA油浸式约3m³、2吨，体积与重量难缩减60%-90%率密度提升5倍以上效率满载约95%-98%，轻载效率显著下降（低至90%以下）9899%+带器件降低损耗电能质量控制仅被动变压，无电能质量调节能力，易受谐波影响主动稳压、抑谐、无功补偿，毫秒级响应消除电压暂降，提升供电稳定性功率流向单向传输，仅高压转低压或反之支持双向流动，适配储能充放电与分布式能源并网接口类型仅交流接口，适配传统交流负载交直流双接口，兼容直流微网、充电桩、数据中心等直流负载响应速度慢（约20ms），难应对电网波动极快（0.2ms内），快速隔离故障、抑制干扰智能化程度无自检与通信能力，需人工巡检IEC61850协议，适配电网数字化核心材料硅钢片、铜线、绝缘油，依赖矿产资源SiC/GaN半导体、高频铁氧体/纳米晶磁芯，材料成本更高但用量少成本初期采购成本低，运维需定期换油、检修铁芯，长期成本高初期成本高（约为传统的2-5倍），模块化设计降低运维成本，无油化更安全可靠性技术成熟，故障少，但油浸式存在火灾与污染风险无油、无机械磨损，具备自保护功能，不过半导体器件存在老化与失效风险，需热管理设计EWER高频变压器以高频化缩减磁芯体积，是电力电子高效小型化转换的核心器件，覆盖充电2000040亿元（CAR%5年达800MHz级壁垒。图表14：中国高频变压器市场规模中国高频变压器市场规模（亿元）02020 2024 2025E研产业研究凭借深厚的材料科学积累与专利壁垒，垄断了高端车规级与算力级市场；腰部为国内头部上市企业，通过快速响应与成本优势，在新能源与通信领域加速国产替代；底部则是大量中小厂商，主要依赖低端消费电子市场，同质化竞争激烈。当前，中国高频变压器行业代表企业主要包括茂硕电源、京泉华、伊戈尔、可立克、新特电气等。磁芯是高频变压器核心原材料磁芯、绕组利兹线是高频隔离变压器核心原材料。高频隔离变压器属于高价值精密电气部件，原材料成本占比分布清晰。其中非晶纳米晶磁芯占总成本33%~35%，绕组利兹线占比30%~35%，两类核心材料合计占比超六成；绝缘材料、灌封材料、结构五金件等占据剩余份额。其余材料（绝缘材料、灌封材料、结构五金件等)37%非晶纳米晶磁芯33%其余材料（绝缘材料、灌封材料、结构五金件等)37%非晶纳米晶磁芯33%绕组利兹线30%天SST固态变压器技术交流磁芯以铁氧体、非晶合金、纳米晶为主，纳米晶是首选。SST采用软磁材料，目前行业主流应用材料分为铁氧体、纳米晶、非晶合金。（M：nZnH50z中低频段，NiZn500kHz以上高频段，成本较低，适合中小功率场景；10kHz~200kHz中高频大功率场景，可有效减小磁芯体积；纳米晶合金：1/2~1/3，温度稳定性优异，是大功率高频固态变压器的优选材料，也是当前技术研发的核心方向。材料类型铁氧体金属粉芯纳米晶合金初始磁导率1000-10000μ10-5000μ10000-80000μ饱和磁通密度0.3-0.5T1.0-1.2T1.2-1.4T100K损耗低50-200mW/cm3中300-800mW/c\mathsfm³极低100-300mW/cm³居里温度200-450℃500-600℃400-550℃成本相对值12-44-6适用频率范围100kHz-10MHz1kHz-1MHz1kHz-100kHz性材料与应用产业全球非晶纳米晶材料市场呈现寡头主导、多元并存”的竞争格局。（FinemetHoneywellVAC为主导。国内以云路股份、安泰科技、中研磁电、麦格磁电、毕普拉斯等为主，国产材料在产能与技术上持续缩小与国际龙头差距。三、高频变压器产业链标的梳理新特电气：变频变压器龙头切入SST赛道，中高频隔离变压器已完成样机交付25.1（同比17%32（同比1.%SST成功落地新疆哈密200MW光伏直流汇集工程；清华大学联合成立固态变压器技术研究中心，协同开展SST技术迭代与工程化应用测试。可立克：高频变压器与电源磁件核心供应商55.32亿元（同比7%.0亿元（同比+01%7%（46.3亿元4.8kW/6.0KwAI5.5Kw/8.5kW项目的高功率密度磁10W高效率版电源用磁性元件，并批量生产。SST..28亿元投向SST10kV（20kHz-100kHzW-10W5V等级样机。SST器件老牌厂商，25347亿元（同比11%41万元（同比23%2Q1.2元（同比.%1亿元（同比92%。5年磁性元器件收入.8亿元（同比15%.%，为业绩增长核心引擎。SST方面，公司已前瞻布局固态变压器核心部件领域，主要提供MFT（中频）云路股份：纳米晶磁材卡位SST上游核心环节18.90亿元，归2.9427.74%13.78（.%.5（87%44（7%（0-00μ，.-4（0Hz/-（-5℃SST高频变压器磁芯的最优材料选择。金盘科技高频变压器自制构筑成本与迭代优势。72.95亿元（比.%660（同比+48%58（同比15pctAICIC7亿元（同比9.%；0Q1数据中心.5亿元（同比2.%004亿元（同比+.%。公司以变压器制造起家，SST降低整机OM（SST2%伊戈尔：产品矩阵最全的电力电子平台型企业之一。52.64亿元（同比3%.00亿元（同比-.%91亿元（同比0%，占比升至62%，全球化战略成效显著。数据中心产品收入同比+%2Q1176（同比1%070（同比+3%4JUNO800VHVDC架构20252025东南亚北美”全球化制造网络。AIDC157.86（同比6%.3（同比+5%0Q12.6亿（.%072（同比10%30%066月发布算电岛”——11