数据中心HVDC 2027年量产,线缆升级正在悄然爆发

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电子发烧友网报道(文/梁浩斌)数据中心的投资仍有非常大的预期,今年年初,英伟达高管多次释放乐观信号,表示英伟达2026年收入肯定比去年10月预测的5000亿美元更高,暗示订单前景大好。在1月26日,英伟达又投入20亿美元入股数据中心CoreWeave;1月27日,微软获批在威斯康星州增建15个数据中心,同时亚马逊、谷歌、甲骨文等云计算大厂也在寻找新的数据中心选址,未来数据中心基建的需求还将会逐步增加。
 
而在数据中心基建过程中,电力传输用线缆的需求也将进一步提高。
 
数据中心线缆需求
 
为了应对AI算力卡越来越高的功率,单机架功率需求甚至高达1MW的需求,传统48V/54V低压直流或415V交流在兆瓦级机架下面临电流过大、铜缆重量爆炸、线损严重、布线空间不够等问题,因此数据中心的供电架构正在向800V HVDC发展。
 
而转向800V高压后,用于输电的线缆会有几种明显的变化。首先是从过去的大电流低电压,转换到小电流高电压后,在更高的功率输出下,无需更粗的线径,机架内的布线方式也从过去密集的铜排变成母线槽,降低了布线的复杂度。
 
英伟达、Vertiv等厂商认为,相比 54V 系统,800V 架构可使铜缆用量减少45% - 70%。线缆变得更细、更轻。当然随着功率需求的不断增大,以及数据中心的数量增加,总体市场的铜缆需求会继续保持高增长,且线缆由于技术上的升级,可能会令单价提高。
 
另外,高压的环境下,线缆的绝缘等级也需要相应提高,需要选用1000V 及以上专用直流电缆(DC 900V/1500V 为常用规格),远高于传统 54V 系统要求。
 
线缆绝缘材料必须具备更高的击穿电压等级,并能长期承受 800V 直流电场下的极化效应,防止材料老化导致的漏电。线缆绝缘材料从过去的普通 PVC 转向XLPE/XLPO等耐高温、耐高压、抗老化材料,具备更高的介电强度与热稳定性。
 
800V 直流电最危险的地方在于电弧。直流电没有过零点,一旦发生拉弧很难熄灭,因此连接器必须经历彻底重构。首先连接器必须具备物理遮蔽,确保运维人员在带电操作时手指无法接触到金属触点;其次需要具备防拉弧设计,配合系统侧的固态断路器,在物理拔出前先切断电流;另外还需要连接器具备低接触电阻,对连接点的稳定性要求更高。
 
电磁屏蔽同样是800V HVDC线缆所需要重视的,虽然线缆传输的是直流电,但电力的源头和终端上,高压系统中常会用到宽禁带功率器件,开关频率高会产生显著的高频纹波和工模干扰,有可能会通过线缆向外辐射高频噪声,影响光模块等高速信号部件。因此线缆需要包括编织网或铝箔屏蔽层,以抑制高频电磁辐射。
 
另外值得关注的是,在800V HVDC架构的配电部分,传统的电缆束正在被母排槽所取代。那么什么是母排槽?传统的数据中心配电方案,一般是采用电缆+列头柜的方案,一旦电缆铺设完成,如果机柜要增加功率或改变位置,就必须重新拉线、断电施工。
 
而母排即是类似于家用长条形的轨道插座,哪里需要接电就可以在相应位置接入一个插座。在结构上,母排是一个铜制的长条形部件,母排上提供多个可插拔的接口位置,而母排槽则是用绝缘材料将母排固定在一个金属屏蔽外壳内。在数据中心中,机柜需要供电就只需要在机柜上方或背面安装一个长槽位,让机柜可以像插件一样,随时接入母排槽就能获得供电。这种模式能够让数据中心的部署更加灵活。
 
同时母排槽内还集成传感器,持续监控电流电压、温度等数据,保障供电的稳定。
 
当前面向数据中心HVDC的线缆产品
 
目前市场上,800V HVDC数据中心专用线缆仍未形成一个标准化产品,目前线缆大厂主要还是在数据中心中压线缆上推出专用产品,而800V架构的数据中心用线缆仍依赖工业、电动汽车应用的同类产品。
 
在英伟达的800V HVDC合作伙伴名单中,台达、伊顿、BizLink、Schneider、Vertiv等,是目前最明确的数据中心HVDC线缆供应商。比如台达在800V DC Power Cube解决方案中,提供从PDU或HVDC Power Shelf到IT机架的短距互联电缆(Cross-Link Cable),根据台达展示的文档,该线缆电压额定800V DC,耐压裕量可达2kV;单根支持约68A的电流,导体截面更小,相比48V减少超过70%的铜用量;集成Fuse + DC Relay,实现快速断开;一个PDU可接4根Cross-Link Cable,到达对应IT 机架;在连接器上采用高压直流专用连接器,支持热插拔、防电弧、屏蔽设计。
 
台达的方案在OCP 2025上进行了首发演示,目前已经进入试点交付阶段,但HVDC架构在数据中心仍未大规模落地,预计要到2027年才会跟随Kyber机架量产了。
 
大陆厂商方面,亨通光电、远东电缆等也已经推出了相关的数据中心高压直流电缆产品,比如ES-H15Z-F/H 系列是远东电缆针对储能系统直流侧连接与800V HVDC 数据中心供电场景开发的专用高压直流电缆产品线,具备DC 900V/1500V 额定电压、125℃耐温等级、高载流能力与优异绝缘屏蔽性能,完美适配 AI 数据中心兆瓦级机柜与储能系统高压直流传输需求。
 
小结:
 
随着AI算力需求爆炸式增长和800V HVDC从2027年起进入大规模商用,数据中心专用高压直流线缆市场将迎来爆发式机遇,数据中心线缆市场重心将加速向高性能复合绝缘材料、智能化实时监测及预制化模块组件倾斜,助力AI数据中心更高效运行。
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