通信行业hvdc:电源架构演进带来边际改善,5g、充电桩技术趋同爆发新亮点

类别:行业研究 机构:方正证券股份有限公司 研究员:吴彤 日期:2019-01-10

1、传统UPS 市场向大功率、模块化演进:UPS 作为一项成熟电源应用技术经过几十年的发展,大量应用于通信、交通、政府等具备恶劣使用环境或对供电可靠性要求较高的行业。随着数据中心的广泛应用及推广,以及ICT 设备融合及对功率密度的更高要求,UPS 市场逐渐向大功率、模块化发展,市占率不断提升,同时国内UPS 市场本土厂商逐渐兴起,不断压缩海外厂商市场,市场竞争逐渐加剧。

    2、互联网厂商率先推广市电+HVDC,迎接未来数据中心电源新模式:HVDC 早在1954年即开始应用,但是在传统备电市场却由于其相关产业链成熟度不足、相比传统UPS 成本较高等系列因素而没有被广泛应用。但是随着数据中心建设爆发,在能耗、建设成本、维护难度等系列问题推动下,全球互联网厂商积极应用HVDC 模式、市电+HVDC 模式对数据中心供电系统进行创新改造,从而大大提高供电可靠性的同时也提高转换率,在性能上达到模块化UPS 水平,而成本缩减近1/3。

    3、互联网厂商在数据中心供电领域的持续创新,但对网络设备都有一定定制化需求,不适用于普通机房改造:包括Google、Facebook、微软和BAT 等众多互联网企业持续创新探索,相继发布OCP 电源、LES 电源、48V 直供等多种供电模式。

    4、HVDC 将作为数据中心改造的主要供电模式:总结互联网厂商在数据中心电源上的创新路径,我们认为:相比于互联网厂商的创新应用(需要一定定制化服务),传统数据中心改造有望更多采用HVDC 模式,未来电池颗粒度有望不断降低,在数据中心中的位置演进呈现下沉式发展,整体数据中心供电架构趋于简单化、分布式、直流供电。总体测算数据中心电源市场未来HVDC 市场规模超过200亿元。

    6、数据中心电源与通信电源趋同带来更大市场空间:在5G 建设过程中,大功耗的Massive Mimo 和AAU 等设备及BBU 的分离集中式管理都对通信电源的改造提出需求。预计未来5G 基站建设及4G 扩容能够带来新增450亿元以上的市场。

    7、直流充电桩市场:根据以上假设,按照当前新能源汽车保有量及对应车桩比计算,目前国内直流充电桩市场约在265亿左右,根据国务院此前印发的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》,2020年国内直流充电桩市场保守估计具有600亿以上市值空间,有望突破千亿级。

    8、投资建议及重点相关标的:

    随着服务器CPU 功耗上升,在数据中心大批量建设过程中,基础设施相关建设成本及运营成本在TCO 占比不断提升。数据中心厂商在控制TCO 下降的核心驱动下,也对其供电架构不断创新简化,在经过传统工频UPS、高频UPS、高频模块化UPS 之后,相继提出HVDC 供电模式、市电直供12V、48V 供电模式等新型创新供电架构。其中,Vicor 作为世界领先的电源模块生产商,拥有48V 直接连接CPU 技术,为Google 唯一供货商。

    目前,数据中心后备电源市场仍主要由UPS 占据,模块化UPS逐渐起量。在国内外互联网厂商包括Facebook、Google、Microsoft、以及BAT 在内相继对其自身数据中心供电架构进行升级的领头带动下,电池在数据中心位置演进呈现下沉式发展,其供电架构不断简化,电源系统颗粒度不断降低,我们认为未来数据中心架构将向分布式、直流、小颗粒化绿色发展。其中,HVDC 供电系统由于其建设成本低、供电架构简单的特点将有望加强市场渗透。总体测算数据中心电源市场未来HVDC市场规模超过200 亿元。

    此外相较于UPS 系统,直流技术在未来5G 建设基站供电侧及新能源汽车充电桩市场拥有更广阔的的利用空间。在5G 建设过程中,大功耗的Massive Mimo 和AAU 等设备及BBU 的分离集中式管理都对通信电源的改造提出需求。预计未来5G 基站建设及4G 扩容能够带来新增450 亿元以上的市场。国内直流充电桩市场保守估计具有600 亿以上市值空间,有望突破千亿级。建议重点关注国内HVDC 龙头中恒电气。

    此外,在大功率、模块化UPS 市场保持领先的科华恒盛和华为,其中科华恒盛作为国内≥20KVAUPS 市场国内厂商龙头,华为作为大功率、模块化UPS 龙头,在近年UPS 升级过程中,不断抢占海外厂商市场,成为国内模块化UPS 龙头厂商。建议重点关注国内大功率、模块化UPS 龙头和一体化解决方案提供商华为、专注大功率UPS 并发展云计算的科华恒盛,建议关注英威腾。

    最后,电源厂商在技术更新业务进展中,积极利用自身电源模块技术优势进入新能源汽车充电桩市场,建议关注拥有直流模块核心技术的中恒电气、逆变器生产技术经验的科士达和掌握核心充电桩模块技术的易事特。

    9、风险提示:HVDC 市场渗透不及预期;模块化UPS 市场发展不及预期;通信电源改造技术不及预期;充电桩发展不及预期。

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