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加美财经

从烤面包机到数据中心:一个不起眼的电源设备如何推动三只股票上涨

巴伦周刊报道说,在调制鸡尾酒时,“边车(sidecar)”是一种由两份白兰地、一份橙味利口酒和一份柠檬汁混合而成、冰镇后饮用的鸡尾酒。但在数据中心,“边车”却是一种高压电力过渡设备,有可能成为拯救人工智能基础设施建设热潮的关键技术。

Vertiv OneCore

生产这种设备的是传统工业企业,尤其是维谛技术、伊顿和施耐德电气。这也是三家公司股票估值高企的原因之一。

目前,它们的市盈率分别达到31倍、28倍和23倍,而历史上的估值水平通常只有15倍左右。

要理解这种设备为什么如此重要,我们需要先弄清几个基本概念,包括新兴云计算服务商、旧工业设施改造、瓦特与伏特的区别,以及如何避免意外产生温度超过太阳表面的等离子电弧。

不妨从烤面包机说起。

普通家用双槽烤面包机的功率大约是1200瓦,每次运行两分钟。如果你发现同时使用烤面包机和微波炉会导致断路器跳闸,那么你实际上已经亲身体验了电力系统最基本的一条公式:功率(瓦特)=电压(伏特)×电流(安培)。

用自来水系统打比方,电压就像水压,电流相当于水管的粗细,而功率则相当于喷涌而出的水量。

从电学角度看,你家电器使用受到的限制,可能是电流过大的问题。可以找电工商量是否需要升级线路,换上更粗的电线。当然,还有一种更简单的办法,就是不要在烤面包的同时用微波炉加热咖啡。

美国家庭厨房的标准插座电压是120伏,但输电线路的电压可以高达几十万伏。

如果你好奇,把烤面包机的插头直接接到这种高压输电线上会发生什么,答案是,你根本来不及接触电线。

高压电会在输电线和烤面包机之间击穿空气,形成一道等离子电弧,温度可达约1.9万摄氏度。面包、烤面包机,还有不幸站在旁边的你,都会在瞬间汽化。

电力配送系统中有一种默默发挥重要作用的设备,叫作变压器。它的工作就是把输电线路上足以造成灾难的超高电压降低到家庭可以使用、危险程度相对较低的电压。

现在想象一下,你需要同时运行83万台烤面包机,而且不是运行两分钟,而是一天24小时、一年365天不停运转。

这大致相当于一座下一代人工智能算力工厂所需要的电力。

大型科技公司如今如此关注电力供应,原因就在这里。

要获得如此巨大的功率,基本上有两种选择。

你可以在数据中心里铺设大量粗得像小树树干一样的电线,但这些电线会挤占宝贵的计算设备空间。

另一种选择,就是使用高得多的电压。

目前,服务器使用54伏电压,由工业建筑标准的480伏主电源降压而来。

人工智能芯片巨头英伟达提出,未来的数据中心应该采用800伏直流电供电,而且让这种高压直流电一直输送到服务器。

为什么要使用直流电?

因为半导体无法很好地适应家庭、工厂和输电线路普遍采用的交流电。半导体需要的是直流电。

使用高压直流电作为主供电方式,好处在于可以采用更细的电线,从而腾出更多空间安装计算设备。同时,还可以直接在服务器机箱内部通过电子电路降低电压,不必依赖机械式变压设备。

选择800伏还有一个额外优势。

目前,电动汽车和公用事业级电池储能系统已经采用800伏电压标准。数据中心行业可以直接借鉴这些行业已经取得的工程技术突破。

《巴伦周刊》今年6月曾在一篇关于变压器的报道中介绍过这种即将到来的技术转型。

即使未来的数据中心全面使用800伏直流电,数据中心外部仍然需要变压和转换设备,把公共电网输送的高压交流电转换成800伏直流电。

太阳能行业的两家公司Enphase Energy和SolarEdge,已经开始把业务重心转向生产用于这一用途的固态变压器。

与传统变压器不同,这种设备主要依靠电子技术而非机械结构工作,体积更小,效率也更高。

《巴伦周刊》此前的报道还提到了另外三家正在开发固态变压器的大型工业企业,分别是GE Vernova、施耐德电气和ABB。

不过,从眼下来看,行业还需要一种过渡方案。

如果未来的数据中心要直接采用800伏直流供电,就必须重新设计几乎所有与电力安全有关的环节,包括安全规范、断路器、开关以及各种电气连接。

想想前面提到的等离子电弧和瞬间爆炸的烤面包机,就能明白工程师为什么必须不惜一切代价防止这类事故。

电工也需要接受专门培训,才能安全处理这样的高压系统。

大型科技公司将率先在全新建设的数据中心采用这种技术。这种从零开始建设的数据中心,业内称为“绿地项目”。

但目前,人工智能计算能力增长的很大一部分来自被称为“新云服务商”的企业。

CoreWeave就是其中的代表。

这类公司建设人工智能计算设施,再将算力出租给客户。为了实现尽可能快的扩张,它们往往选择改造现有的工业设施,例如把已经停产的造纸厂改建为数据中心。

这种利用旧有设施进行改造的建设方式,业内称为“棕地项目”。

旧工业厂房已经拥有经过加固的混凝土地板,土地用途通常也符合相关分区规划要求,还具备必要的许可条件。利用这些现成设施,企业可能节省数年的建设时间。

但这些厂房原有的供电系统通常仍然是480伏交流电。

这时候,“边车”就派上了用场。

所谓“边车”,实际上是一种外观并不起眼的电源设备,可以安装在服务器旁边,把480伏交流电转换并升压为800伏直流电。

使用直流电存在特殊风险。

直流电持续、稳定地向同一方向流动,不像交流电那样周期性地经过零点,因此传统断路器很难有效切断高压直流电。

而“边车”的一项关键技术优势,就是使用电子断路器取代传统的机械式断路器。

电子断路器可以在微秒级时间内动作,而传统机械断路器通常需要毫秒级。它们的反应速度比眨眼快数千倍。

这种快速保护能力,可以防止一根松动的电线引发灾难性的电弧事故,避免由旧工业厂房改造的数据中心变成一场堪比超新星爆发的灾难。

只要这些设备能够确保服务器安全、持续运行,同时让企业不必使用大量粗大的电线就能实现高密度计算,数据中心运营商就愿意支付高价。

美国银行证券最近发布的一份报告估计,到2028年,数据中心支出将达到2.1万亿美元,而今年的支出规模接近1万亿美元。

仅仅一年时间,美国银行就把这一预测提高了一倍。

美国银行预计,向800伏直流供电系统的转型将于明年开始,最初主要依靠“边车”设备实现。

美国银行证券对维谛技术、伊顿和施耐德电气均给予“买入”评级,最近预测三家公司的股价分别有78%、28%和46%的上涨空间。

在这三家公司中,维谛技术对数据中心行业的依赖程度最高。去年,数据中心业务占公司总营收的85%。

维谛技术销售数据中心冷却系统、电源设备,甚至提供预制模块化数据中心。

这些模块化数据中心可以通过平板卡车运往旧工业设施改造现场,再像乐高积木一样拼接起来,迅速投入使用。

公司还将增加一款名为Vertiv PowerDirect 5000的“边车”设备的出货量。

从长远来看,随着数据中心全面转向原生800伏直流主供电系统,“边车”设备最终会被取代。

不过,在那之前,这种过渡设备很可能为生产商带来长达十年左右的丰厚利润。

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