上周在英伟达GTC大会上，新一代芯片架构的发布再次凸显了AI算力的爆发式增长。然而，随着芯片速度更快、性能更强，数据中心的基础设施供电系统正面临严峻的“追赶”压力。Delta、伊顿（Eaton）和维谛技术（Vertiv）等巨头近期发布的公告显示，电力交付领域正在积极回应：复杂且低效的交流转直流（AC-to-DC）转换方案正逐渐被直流（DC）配置取代，这一趋势在超大规模数据中心尤为明显。
“尽管交流配电目前仍根深蒂固，但电力电子技术的进步以及AI基础设施日益增长的需求，正在加速对直流架构的关注，”维谛技术高级技术副总裁兼全球微电网负责人克里斯·汤普森（Chris Thompson）指出。目前，几乎所有数据中心仍围绕交流市电设计。电力进入数据中心后，需经历多次转换才能到达计算负载：通常以1至35千伏的中压交流电进入，经变压器降至415或480伏低压交流电，在UPS（不间断电源）内转换为直流电用于电池存储，再转回交流电，最后在服务器端再次转换为芯片所需的低压直流电（通常为54伏）。
“这种双重转换过程确保了输出交流电的纯净、稳定，适合数据中心服务器运行，”伊顿工程与技术副总裁路易斯·费尔南多·胡特·德·巴塞拉尔（Luiz Fernando Huet de Bacellar）解释道。对于传统数据中心，这种架构尚可应对，传统机架功耗约为10千瓦。但在AI时代，单机架功耗正逼近1兆瓦。在此规模下，交流转直流转换带来的能量损耗、电流水平及铜材需求变得难以合理化。每一次转换都会产生损耗，且随着供电量增加，转换器体积和铜排连接器需求变得不可持续。英伟达博客数据显示，一个1兆瓦的机架可能需要高达200公斤的铜排，而一座1吉瓦的数据中心，铜材需求可能高达20万公斤。
高压直流供电的优势在于，将13.8千伏的交流电网电直接在数据中心边界转换为800伏直流电，从而消除了大部分中间转换步骤。这不仅减少了风扇和电源单元的数量，还提高了系统可靠性，降低了散热需求，提升了能源效率，并缩小了设备占地面积。从415伏交流电切换到800伏直流电进行配电，意味着在相同线径下可传输85%的更多电力。这是因为高电压降低了电流需求，从而减少了电阻损耗，使电力传输更高效。更细的导体即可承载相同负载，使铜材需求减少45%，效率提升5%，并使吉瓦级设施的总拥有成本降低30%。
“在高压直流架构中，电网电力从中压交流电转换为约800伏直流电，随后通过直流母线在设施内分配，”汤普森表示，“在机架端，紧凑的直流转直流转换器将电压降至GPU和CPU所需水平。”Omdia技术咨询机构的报告指出，高压直流数据中心已在中国出现。在美洲，由Meta、微软和开放计算项目（OCP）合作的“迪亚布罗山倡议”（Mt. Diablo Initiative）正在进行400伏直流机架配电实验。
少数供应商正试图抢占先机。维谛技术的800伏直流生态系统将与英伟达Vera Rubin Ultra Kyber平台集成，预计于2026年下半年商用。伊顿凭借中压固态变压器（SST）在800伏直流系统创新方面进展迅速，该变压器将成为直流配电系统的核心。台达电子（Delta）则发布了800伏直流行内660千瓦电源机架，内置480千瓦电池备份单元。SolarEdge也在研发效率达99%的固态变压器，将搭配原生直流UPS和直流配电层使用。
然而，行业整体进展仍显滞后。美国电气制造商协会（NEMA）战略、技术及行业事务高级副总裁帕特里克·休斯（Patrick Hughes）表示，大部分创新集中在400伏直流层面，尽管部分企业正在准备800伏直流。他认为行业需要一个完整的、协调的生态系统，包括电力电子、保护、连接器、传感和安全服务组件，这些组件需协同扩展而非孤立发展。这需要重新改造制造产能以生产直流专用设备，扩大半导体和材料供应链，并明确长期的需求承诺，以证明整个价值链重大资本投资的合理性。
“许多人持谨慎态度，提供有限或适应性方案，等待更清晰的标准、安全框架和客户承诺，”休斯说，“供应链的构建将取决于标准和安全的稳定，以便供应商能自信地设计、认证、制造和安装设备。”
从全球视角看，欧美数据中心正经历从传统交流向高压直流的范式转移，这不仅是技术升级，更是对能源效率极限的重新定义。对于中国数据中心行业而言，高压直流技术已在国内部分场景落地，随着AI算力集群规模扩大，减少铜材依赖和提升能效将成为降本增效的关键。企业应关注固态变压器等核心器件的国产化进程，积极参与行业标准制定，提前布局直流配电生态，以应对未来高功率密度算力设施的能源挑战。
