5 预测二：服务器主板将采用高压直流供电架构 7 二、AI 服务器机架的供电 12 预测三：AI 服务器机架的功耗将超过 1 兆瓦 12 预测四：AI 的能耗需求将推动电源架的功率等级突破 100 千瓦 13 三、数据中心的整体供电 16 预测五：新一代数据中心的功率需求将迈向吉瓦级规模 16 预测六：配电将从交流系统转向直流微电网 17 预测七：可再生能源将成为满足 统计算任务转向 AI 工作负载，其能源需求也在急剧上 升。为满足这一持续增长的能源需求，未来的数据中 心将经历深刻的架构变革，并面临更高的质量、能效 与热管理要求。而实现这一切，都离不开创新的电源 管理解决方案。 AI 已深深融入我们的生活，它势不可挡，正不断拓展 自身的应用和影响范围。英飞凌始终坚持创新，因为 我们深知保持这一创新势头的重要性。当前，业界已 推出许多优秀的解决方案，充分展现了在应对 电的解决方案也能同步升级。 在本白皮书中，我们将分享英飞凌对未来 AI 电源管理 发展的若干洞见，探讨架构、质量、效率、热管理以 及能源可及性等方面的变化，将如何塑造这一领域的 未来格局。我们旨在通过分析，帮助读者深入理解这 一持续演进的前沿方向。 借助英飞凌的创新解决方案，迈向更高能效、更具可 持续性的 AI 驱动世界之旅。 Adam White 电源与传感器系统事业部总裁 4 引言 在大型数据中心中，训练日益庞大的

5 预测二：服务器主板将采用高压直流供电架构 7 二、AI 服务器机架的供电 12 预测三：AI 服务器机架的功耗将超过 1 兆瓦 12 预测四：AI 的能耗需求将推动电源架的功率等级突破 100 千瓦 13 三、数据中心的整体供电 16 预测五：新一代数据中心的功率需求将迈向吉瓦级规模 16 预测六：配电将从交流系统转向直流微电网 17 预测七：可再生能源将成为满足 统计算任务转向 AI 工作负载，其能源需求也在急剧上 升。为满足这一持续增长的能源需求，未来的数据中 心将经历深刻的架构变革，并面临更高的质量、能效 与热管理要求。而实现这一切，都离不开创新的电源 管理解决方案。 AI 已深深融入我们的生活，它势不可挡，正不断拓展 自身的应用和影响范围。英飞凌始终坚持创新，因为 我们深知保持这一创新势头的重要性。当前，业界已 推出许多优秀的解决方案，充分展现了在应对 电的解决方案也能同步升级。 在本白皮书中，我们将分享英飞凌对未来 AI 电源管理 发展的若干洞见，探讨架构、质量、效率、热管理以 及能源可及性等方面的变化，将如何塑造这一领域的 未来格局。我们旨在通过分析，帮助读者深入理解这 一持续演进的前沿方向。 借助英飞凌的创新解决方案，迈向更高能效、更具可 持续性的 AI 驱动世界之旅。 Adam White 电源与传感器系统事业部总裁 4 引言 在大型数据中心中，训练日益庞大的

新型电力系统中的战略定位， 将跨区域输电通道建设纳入国家和地方规划层面；二、为减少送受端省份电力曲线不匹配 矛盾，建议严格落实跨省跨区特高压直流规划电力曲线；三、为解决送受端省份关于配套 调节电源容量电价分摊矛盾问题，建议建立跨省跨区调节资源交易市场；四、加快完善中 东部受端省份用户侧响应机制，逐步推动受端用户参与电力跨区交易；五、在全国统一电 | 2 | 提升区域电力互济能力 促进新能源高比例发展 除陕西外，西北地区工业基础相对薄弱。2024 年西北五省（区）全社会用电量达到 1.1 万亿千瓦时 [4]，仅占全国的 11%，且负荷集中在西安、兰州等少数城市，大部分区域为“低 负荷、高新能源”的“电源基地”。上述特性导致西北地区新能源大发时（如光伏午间、 风电夜间），本地无法充分消纳，造成“弃风弃光”；与此同时，当中东部负荷中心电 力短缺时，西北地区却因输送通道能力不足或机制限制难以大规模外送。 方面的建议，从而实现电力保供能力的提升以及促进新能源高比例发展。 提升区域电力互济能力 促进新能源高比例发展 | 5 | 2 西北地区区域电力 互济发展现状 2.1 西北地区电力发展现状 新能源已经为西北电网第一大电源。2024 年，西北五省（区）电力总装机达到 55893 万千瓦，其中风光等新能源装机达到 30777 万千瓦，占比达到 56%；火电装机为 20337 万千瓦，占比约 36%[5]。 分省来看，2024

发展提供了重要背景。2024 年，全国 发电总量中火电占比仍高达 63%，其中 煤电占据主导地位。尽管火电比重呈逐 年下降趋势，但在短期内仍难以被完全 替代，导致大多数数据中心在实际运营 中仍不得不依赖高碳电源。 可再生能源（风电、光伏、水电）发电 量合计占比约 32%，但存在明显的区域 分布差异：西北地区集中了大量风光发 电设施，而水电资源则主要分布在西南 地区。这种不均衡的分布格局直接影响 着不同区域数据中心获取绿电的能力。 为应对这些挑战，供配电系统的模块化和预制化正成为重要 解决方案。它将传统的现场供配电设备组装转变为工厂化生 产、测试的标准化“电源模块”。该预制化模块（包含变压器、 UPS、配电单元等）可大幅缩短现场安装与接线时间，实现 与土建工程的并行作业，从而显著压缩整体工期，同时调试 流程也得以简化和加速。 因此，算力基础设施的升级不仅依赖于更强的电源能力，更 需要空间 - 电力 - 散热管理的一体化设计，推动供电设备向 小型化、高能效、模块化方向发展，以适应高密度智算中心 一方面，数据中心长期处于高负载运行状态，对电力稳定性 和连续性有着极高的要求，同时还需要兼顾不断提高的绿电 使用比例目标；另一方面，区域间绿电资源分布不均，部分 枢纽节点所在地区具备较丰富的可再生电源，而东部算力集 中地区绿电供应紧张、溢价偏高。 受限于省际间输送通道容量、交易时机不确定、区域市场壁 垒等因素影响，跨省绿电交易存在现实瓶颈，绿电直连项目 试点仍处于起步阶段。据预测，到 2030

度以上，远超光伏 + 储能，且隐 性成本高、偏远矿区柴油运输距离常超 500 公里，运费占燃料总成本的 15%-20%；储存需专用防爆设施， 安全投入大。 随着风光储技术的成熟，柴油发电正从“主力电源”退居“应急备用”，其技术与成本劣势在清洁能源方 案的对比下竞争力弱。 供电中断可能导致设备损坏、生产停滞或安全事故。如球磨机停机超 10 分钟会使研磨介质固结， 清理需数天；井下排水系统停机 功率大，加工环节半自磨机电机达 5-10MW， 大型矿山需建 110kV 甚至 220kV 专用变电站及多台大容量变压器。 电力成本占运营成本 15%-40%，电费降 1% 可显著增利，需优化电源、提能效、智能调度， 成本优势决定生存。 双碳目标下需减排，政策、技术、能源结构推动，节能环保影响采矿权获取与品牌价值，是可 持续发展核心诉求。 矿业生产的特殊性决定了其电力需求的复杂与严苛，具体可概括为六大核心特点： 临土地、生态、社区接纳及地缘政治等风险。 探索 验证阶段 示范 应用阶段 规模化 推广阶段 08 09 第二章 矿山微电网关键技术 10 11 1. 方案概述 微电网是由分布式电源、储能、负荷及控制设备组成的小型电力系统，具备明确电气边界，可并网或孤岛 运行（参照 IEEE 2030.7-2017 定义）。按应用场景主要分为两类： 根据项目规模，光储系统可以选择在中压交流耦合（即

深圳国家高技术产业创新中心 （深圳发展改革研究院） 深 能源 数创未来 爱 AI 01 深圳数字能源先锋实践 四大中心 六大环节 十大全球解决方案 03 04 05 02 打造清洁低碳主体电源 太阳能发电 17 风能发电 22 核能发电 25 03 构建超大城市可靠电网 输电数字化 35 变电数字化 37 配电数字化 39 智能化调度 41 05 创新多元路线新型储能 新。提升产业链“云管边端芯”自主化水平，提高全球数字能源“含 深度”，为全球能源生产消费贡献特色鲜明的“深圳力量”。 清洁低碳 主体电源 加快传统火电机组数字化、智能化、清洁化发展，创新超大城市“5G+智慧燃气”解决方案， 加快新一代光伏、高效光热、多元场景风电等新能源智慧升级，打造新型电源解决方案。 本地清洁电源装机超80%。 超大城市 可靠电网 全市用户年平均供电中断时间小于7.5分钟，建成11个高品质供电引领区，核心区年平均中 多元路线 新型储能 全面布局电池材料、结构件、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、变流器 (PCS)、第三代功率半导体等关键环节，实现电池材料、电芯模组、控制系统、功率器件全 球引领。拓展电源侧储能、基站储能、移动储能、数据中心储能、产业园区储能五大场 景，完善智慧储能、聚合交易、共享储能、虚拟电厂等新型商业模式。 世界一流 超充之城 按照“统一规划、统一标准、统一平台、统一标识”四个统一原则，全面建成世界一流超充

场化环境下用户侧的电价构成和形成机制。《关于建立煤电容量 电价机制的通知》（发改价格〔2023〕1501 号）建立了容量电价 机制，实行煤电两部制电价政策，更加适应煤电向基础保障性和 系统调节性电源并重转型的新形势，助力“双碳”目标的实现。 图 1-5 2023 年 11 月，国家发展改革委、国家能源局印发《关于建立煤电容 量电价机制的通知》 全国统一电力市场发展规划蓝皮书 6 2016� 会规范运作的指导意见》（国能发监管〔2023〕57 号）等文件， 进一步适应电力市场监管新形势。强化电力市场监管工作，在持 续深化常规监管工作基础上，定期开展电力领域综合监管，针 对电力市场秩序、分布式光伏备案、调节性电源建设等重点问题 开展专项监管，严肃查处违法违规行为，维护公平竞争的市场秩 图 1-12 第六届亚太能源监管（APER）论坛召开标志着电力市场建设与监管 成为国际能源交流合作的重要方面 一、发展现状与问题挑战 发电主体进入市场；逐步缩小代理购电规模，健全代理购电市 场交易机制。进一步放开分布式电源、负荷聚合商、储能和虚 拟电厂等经营主体参与市场交易。 有序推动新能源进入市场。明确新能源参与市场方式和路 径，完善新能源保障性收购与市场化交易结合的消纳模式，探 索新能源进入电力市场的合理收益保障机制。加快研究沙戈荒 大基地、分布式电源参与市场的机制。进一步健全可再生能源 电力消纳责任制度和绿电、绿证交易机制，引导各方合理承担

基础设施运维 2.1.1 基础设施运维服务对象 算力中心机房基础设施包括电气系统、通风空调系统、消防系统和智能化系统等。 （1）. 电气系统 电气系统包括高低压供配电系统、不间断电源（含蓄电池组）和后备电源系统、 照明系统、配电线路布线系统、防雷与接地系统。 （2）. 通风空调系统 通风空调系统包括冷源和水系统、机房空调和风系统、液冷循环系统。 暖通系统包括空调主机系统及配电（机组、板换、水泵、冷却塔等）、末端空调 启动时间≤30s 压力表 《末端放水记 录》 4 防排烟风机试启 动 ★风速≥设计值 90% 1M 启 停 成 功 率 =100% 热敏风速仪 《风机测试报 告》 5 EPS 电源切换 ★ 切 换 时 间 ≤ 0.2s 1M 蓄电池后备≥ 90min 电能质量仪 《EPS 切换 记 录》 6 呼吸器面罩气密 ★ 压 力 降 ≤ 10Pa/min 6M 完好率=100% 故障预测与主动运维 （1）. 硬件健康度监测：利用传感器和 AI 算法对 CPU/GPU 温度、风扇转速、供 电电压等参数进行实时分析，预测潜在故障。 （2）. 热插拔与冗余设计：针对高可用场景，部署具备冗余电源、热插拔硬盘的 服务器，结合 RAID 和 BGP 网络冗余保障业务连续性。 （3）. 远程诊断与修复：通过 iLO、IPMI 等远程管理接口实现硬件状态采集，并 集成自动化修复工具（如固件更新、故障替换）。

任务艰巨；另一方面，我国资源禀赋以煤为主且存量机组优质，中长期电力需求持续增长，决定了煤电在保供、降碳和支撑 新能源发展等方面仍将发挥关键作用。 产业结构升级背景下，煤电发展将由峰值逐步下行，从主体电源过渡为基础保障性和系统调节性电源。短期内，以煤为主的 能源格局不变，亟需提升煤炭利用效率与运行灵活性；长期看，火电占比下降，如何在复杂能源体系中保持煤电快速调节与 安全兜底功能，仍是关注焦点。低碳、高效、灵活、 术出力需达到额定负荷的 25%—40%，示范机 组达到 20% 以下，通过提升深度调峰能力提升系统灵活性，为新能源消纳留足空间。 3.2 煤电绿色转型进入攻坚期 煤电向基础保障性和系统调节性电源并重转型 以 ESG 治理驱动上市公司绿色转型 39 技术指标 现役机组 新建机组 新一代示范机组 深度调峰技术 最小技术出力达到额定负 荷的 25%~40% 最小技术出力达到额定负荷的 25% 构和排放总量“双控”；远期（约 2040—2060 年）或将以有序退出为目标，仅保留具备负碳能力的极少容量作为极端情况 下的应急电源，全面支撑新型能源体系建设和碳中和目标如期实现。 煤电绿色转型路径 41 2025-2030 年 目 标：保障电力安全，提升系统调节能力 角色定位：由基础保障性电源转为支撑调节性电源 关键任务：“三改联动”；深度调峰能力提升；推广生物质掺烧、绿氨掺烧、碳捕集利用与封存 (CCUS)

⑤ 系统集成设备：高精度焊接设备、自 动组装机械手、产线 AGV 自动化物流系 统等。 光伏 PLC：70% DCS：30% ① 硅料生产设备：氢化装置、精馏装置、 尾气回收装置、电源装置等设备； ② 硅片生产设备：大热场单晶炉和高效 截断、开方、磨抛、切片设备； ③ 光伏电池生产设备：推动高效电池用 高性能清洗、扩散、沉积、镀膜、金属化、 激光等设备更新应用； ④ 光伏组件生产设备：更新高功率高可 PLC，在硬件层面尚未实现 100%的完全 自主可控。 PLC 硬件系统主要包括中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出模块、电源 模块、编程模块、通信模块及各类芯片等核心组件。 据 MIR 调研显示，虽然当前国产大型自主可控 PLC 的基础硬件模块与 CPU 芯 片已采用国产品牌，但在网络模块、电源模块、存储器件以及 FPGA 芯片等关键 元器件上，仍存在对外资品牌的依赖，硬件自主化程度仍有待提升。 大型 PLC 自主可控白皮书 24 24 表 3.2 部分国产厂商大型自主可控 PLC 产品使用芯片情况 厂商 CPU 网络芯片 电源芯片 存储芯片 FPGA 飞腾 E2000 国外/国产品牌 国外/国产品牌 兆易创新 安路科技 龙芯 2K1000 国外/国产品牌 国外/国产品牌 兆易创新 安路科技 龙芯 2K1000