http://m.henanjusheng.com 2026-07-09 10:13 來源:西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域
隨著大模型的競爭從訓(xùn)練階段的參數(shù)擴(kuò)張,逐步走向以 token 消耗為度量的推理部署,算力產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級也進(jìn)入了“深水區(qū)”。
智算中心單機(jī)柜功率從傳統(tǒng)的6千瓦至8千瓦,已經(jīng)攀升至數(shù)十、上百千瓦。特別是在NVIDIA即將于 2027 年上市的 Kyber 系統(tǒng)架構(gòu)中,單機(jī)柜功率將達(dá) 1 兆瓦。
從交流到直流,從機(jī)械式保護(hù)到電子化開關(guān),電力系統(tǒng)作為算力擴(kuò)張的堅(jiān)實(shí)底座,同樣經(jīng)歷著從量到質(zhì)的變革。
高精密度算力時代數(shù)據(jù)中心供配電將如何演進(jìn)?
點(diǎn)擊獲取西門子數(shù)據(jù)中心相關(guān)白皮書深入了解行業(yè)趨勢、關(guān)鍵技術(shù)及典型應(yīng)用實(shí)踐

高壓直流配電突破功率密度的物理邊界

產(chǎn)業(yè)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測,到 2030 年,中國智能算力年均增速將超過 60%。傳統(tǒng)的“數(shù)據(jù)存儲倉庫”正在向“ AI 工廠”躍遷。智算中心不僅面臨功率密度的暴漲,其熱管理需求、部署和運(yùn)維的復(fù)雜度也在以指數(shù)級飆升。
在這一趨勢下,傳統(tǒng)交流供電架構(gòu)承受的壓力日益顯現(xiàn)。
交流電力架構(gòu)需經(jīng)過 UPS 雙變換及機(jī)架電源二次整流,端到端能效往往低于 90%。而且隨著機(jī)柜功率密度的增加,電流越大,損耗越重,器件故障隱患也愈發(fā)嚴(yán)峻。
高壓直流供電架構(gòu)(HVDC)簡化了能量傳輸鏈路,電能轉(zhuǎn)換損耗顯著降低。在同等功率下,HVDC 的端到端能效可提升 5 個百分點(diǎn)以上。而且直流電流平穩(wěn)無波動,銅排截面積更小,可將單柜銅耗減少最高 45%,灰空間面積節(jié)省約 30%。
對此,業(yè)內(nèi)正在進(jìn)行不同路徑的探索。早在數(shù)年前,阿里巴巴就已開始采用更高電壓的直流供電,從此前的 240V 升級到 ±400V,并將最終邁向 800V。谷歌、亞馬遜云與 Meta 則在落地 400V 直流供電方案。英偉達(dá)最新芯片主推 800V 直流架構(gòu),以支持高密度 GPU 集群。
面對配電架構(gòu)的深度重構(gòu),西門子的技術(shù)演進(jìn)邏輯已從單一組件的適配,轉(zhuǎn)向全鏈路直流生態(tài)的深度定制。在西門子的技術(shù)路線圖中,HVDC 不是交流系統(tǒng)的簡單平替,而是基于不同場景的個性化能源供配體系。
針對超大規(guī)模云服務(wù)商青睞的 ±400V 雙極性直流架構(gòu),西門子側(cè)重于解決中壓側(cè)與直流側(cè)的保護(hù)協(xié)同。

西門子 NXAirS 空氣絕緣開關(guān)設(shè)備應(yīng)用于內(nèi)蒙烏蘭察布某數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目
作為某全球頭部互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的核心生態(tài)伙伴,西門子深度參與其數(shù)據(jù)中心的供配電模塊配套和數(shù)字化交付。西門子中壓配電系統(tǒng)高度匹配其最新的全直流方案,已落地多個“東數(shù)西算”節(jié)點(diǎn)智算中心。其中,中壓方艙與直流 UPS 方艙采用 NXAirS 空氣絕緣開關(guān)設(shè)備,柴發(fā)方艙采用 8DJH 氣體絕緣開關(guān)設(shè)備,均搭配 7SJ686 系列綜保裝置,以工廠預(yù)制化模塊的方式交付,確保高可靠、高效供電,同時保留靈活性與擴(kuò)展性。
而在代表智算極限的 800V 直流領(lǐng)域,西門子與英偉達(dá)正聯(lián)合打造可復(fù)制的下一代 AI 工廠架構(gòu)藍(lán)圖。這一架構(gòu)藍(lán)圖將統(tǒng)籌兼顧下一代高密度計(jì)算對電力、冷卻及自動化系統(tǒng)的需求,同時確保各項(xiàng)技術(shù)兼具速度與效率的雙重優(yōu)勢,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)從規(guī)劃設(shè)計(jì)到部署運(yùn)營的全生命周期優(yōu)化。

在 2026 年 3 月的西門子 RXD 大會上直流配電產(chǎn)品 SENTRON 3VD 和 SENTRON 3WD 正式發(fā)布
在中國,針對本地客戶的直流應(yīng)用需求,西門子將深厚的技術(shù)儲備轉(zhuǎn)化為市場產(chǎn)品。今年 3 月,西門子推出了面向中國市場開發(fā)的 SENTRON 3WD 直流專用框架斷路器與 SENRTRON 3VD 直流專用塑殼斷路器。兩款產(chǎn)品均可支持最高 1,000VDC 額定電壓,其中 3WD 系列具備最高 65kA 分?jǐn)嗄芰?,覆蓋了智算中心園區(qū)主干回路。3VD 提供更為緊湊的兩極開關(guān),減小 20% 的體積,為客戶節(jié)省 30% 的安裝時間和銅材等原材料。
基于本土客戶需求,西門子直流配電產(chǎn)品可適配直流主配電柜、直流母線槽系統(tǒng)、電池保護(hù)柜、精密列頭柜等廣泛的直流場景應(yīng)用。由此,西門子正在完成從架構(gòu)理念設(shè)計(jì)到核心硬件交付的閉環(huán),為智算中心提供支撐 1,000V 直流環(huán)境的工業(yè)級保護(hù)基石。
從機(jī)械化到電子化的智能革命
與此同時,智算中心對響應(yīng)精度的嚴(yán)苛要求,以及新能源等多能引入需求,正促使供配電系統(tǒng)從“電磁機(jī)械結(jié)構(gòu)”向“電子開關(guān)器件”演化。
以碳化硅(SiC)功率半導(dǎo)體為核心的固態(tài)化技術(shù),從底層邏輯上賦予電力基礎(chǔ)設(shè)施“微秒級”的感知與關(guān)斷能力。這種極速的保護(hù)機(jī)制,不僅能為極其昂貴且敏感的算力集群提供一道幾乎無延遲的防護(hù)屏障,更通過徹底消除電弧隱患,極大地延長了系統(tǒng)的運(yùn)行壽命。

西門子在 2026 年漢諾威工業(yè)博覽會上展示的首款固態(tài)直流斷路器 SENTRON 3QD2
2026 年漢諾威工業(yè)博覽會上,西門子展示了首款固態(tài)直流斷路器 SENTRON 3QD2。它具備微秒級的閃電響應(yīng)速度,通斷速度較傳統(tǒng)產(chǎn)品提升了千倍以上,短路能量可減少 99.5%。
而固態(tài)變壓器(SST)的出現(xiàn),則標(biāo)志著靜態(tài)磁性器件正在向高頻化、小型化的電子終端進(jìn)化。SST具備雙向?qū)崟r的能量調(diào)節(jié)能力,能夠像調(diào)度數(shù)據(jù)包一樣精準(zhǔn)控制電能流向,從單一功能的變壓角色,演進(jìn)為靈活的“能源路由器”。此外,SST 具有小型化特性,可以節(jié)省出更多的物理空間,方便運(yùn)營商布置更多的 GPU 機(jī)柜,創(chuàng)造更多價值。
尤其在風(fēng)、光、儲等多元清潔能源深度接入的當(dāng)下,電子化轉(zhuǎn)型的優(yōu)勢愈發(fā)凸顯。通過SST高效轉(zhuǎn)換,并配合儲能等系統(tǒng),可以有效平抑新能源發(fā)電的天生波動性,實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)與算力負(fù)載之間的實(shí)時互動匹配。
西門子也在持續(xù)關(guān)注 SST 的發(fā)展。由于當(dāng)前 SST 標(biāo)準(zhǔn)尚未完善,碳化硅成本過高,系統(tǒng)可靠性也尚處于驗(yàn)證階段,SST 尚未進(jìn)入大規(guī)模普及階段。西門子將持續(xù)在該領(lǐng)域進(jìn)行深入探索。
可以期待,在 AI 突飛猛進(jìn)的浪潮中,西門子將繼續(xù)與各方伙伴攜手,以全棧軟硬件實(shí)力與全球化交付經(jīng)驗(yàn),為算力產(chǎn)業(yè)構(gòu)筑起一道更加堅(jiān)實(shí)可靠且綠色低碳的能源底座。