固态变压器市场调研报告
固态变压器-市场分析报告
SST 以电力电子技术驱动电网升级
随着可再生能源、充电、智能电网、算力中心的快速发展，固态变压器迎来较大的发展前景。固态变压器（即 SST，又称电力电子变压器、电能路由器等）一般指通过电力电子技术及高频变压器实现的具有但不限于传统工频交流变压器功能的新型电力电子设备，自 1960 年代由通用电气工程师 McMurray 首次提出，已经历经半个多世纪的发展。SST 通常应用于中、高压大功率的场合，一般至少包括传统交流变压器的电压等级变化和电气隔离功能，还包括交流侧无功功率补偿及谐波治理、可再生能源/储能设备直流接入、端口间的故障隔离功能以及与其他智能设备的通讯功能。
AI 需求高涨，推动全球 AI 资本开支进入加速上行通道。以 Gen AI 为代表的大模型技术突破，全球需求高涨，AI 行业进入规模化放量和商业化落地新阶段。根据台达在英伟达 GTC 2025 上介绍，2024 年全球 AI 市场规模达 2340 亿美元，预计到 2032 年突破至 2.75 万亿美元，CAGR 达 36.8%。
IDC 加速扩张，国内外云厂商上修资本开支指引。海外多家云厂商持续加大 AI 投入，2Q25 Meta 上调 2025 年资本开支指引至 660-720 亿美元，谷歌上调至 850 亿美元（原为 750 亿美元），微软预计 3Q25 资本开支将超过 300 亿美元。国内方面，2Q25 阿里资本开支达 386 亿元，同增约 220%，超出市场预期，国产算力加速。
北美：英伟达推出 800V HVDC 架构，全直流供电方案或成为必然趋势
芯片功率不断攀升，单机柜功率有望突破 MW 级。随着大模型复杂度与在线推理上升，算力芯片功耗大幅提高。以英伟达为例，H100 单芯片功耗约为 700W，而GB200 单芯片的功耗增长至 1200W，GB300 提升至 1400W，带动机柜功耗由120kW 提升至 132kW。据 Elecfans 规划图，英伟达 Rubin 架构将推动机柜向MW 级功率突破。
英伟达推出800VHVDC供电架构，目标2027年实现全面部署，以支持1MW及以上机架功率需求，支撑下一代算力中心发展'。传统54V机架内配电适用于千瓦级别的机架设计，而随着AI时代发展到MW级别机架，54VDC系统面临诸多计算空间限制、铜缆过载、低效转换等问题，已无法满足需求。英伟达推动供电架构向800VHVDC升级，具体优势例如:
Ø 灵活性强:支持功率范围在100kW至100MW以上的机架，无缝扩容。
Ø 效率跃升:端到端效率较当前的54V系统提升可达5%。
Ø 减少铜缆需求量:相较415VAC或480VDC架构，800VHVDC大幅降低电流，使得所需铜用量减少约45%。
Ø 可靠性高、降低维护成本:集中化供电提升了系统稳定性，由于PSU故障率降低，维护成本降低可达70%。
北美仍面临严重的变压器紧缺问题;SST性能优势明显，叠加交付周期有望缩短，或成为优选解决方案。800VHVDC供电系统框架目前主要包括三条技术路线，工频变压器路线、移相变压器路线和SST路线。前两种路线基于传统变压器设计，而当前北美市场的传统变压器仍面临较为严重的供需失衡，采购价格高、交期长等问题影响了当地数据中心的投资建设。根据WoodMackenzie估算，目前电力变压器和配电变压器的供应缺口已分别达到30%和6%，自2019年以来两类变压器单位成本均上涨77%以上，叠加加征关税影响，价格将进一步上涨;交期方面，以三相配电变压器为例，2Q25长达约46周，环比提升且维持高位水平。相较而言，SST系统采用高效率的功率半导体器件取代传统变压器进行调压和整流，具备体积小、重量轻、效率高等特点，可实现模块化快速部署，且其成本仍具有较大的下降潜力。我们看好SST方案更加适配北美快速布局AIDC的建设需求，有望成为下一代AIDC供电方式的优选方案。
SST适配算电协同场景，契合"人工智能+"发展方向。近日，<<关于推进"人工智能+"能源高质量发展的实施意见>>5发布，提出到2027年实现"算力与电力协同发展根基不断夯实"。SST作为AI调度算法实现算力和电力跨时空耦合的硬件底座，助力实现算电协同。一方面，SST和高压直流柔性系统集成后，具备多端口接入能力，光伏储能可直连高压DC母线，并依靠双向功率流技术实现新能源和电网的柔性互动。另一方面，SST依靠电力电子技术，可结合数据、算法灵活调整，实现低电压穿越、配合电网调峰调频等功能，支撑电网稳定性。
优势：SST 方案效率高、占地面积小、建设周期短
当前看，传统数据中心供电架构正在向 HVDC、巴拿马电源方案迭代升级，渗透率有望迎来提升。传统 UPS 模式应用较为成熟，当前仍是主流技术路线，但整体变换次数较多，全链路供电效率较低，设备占地面积较大，无法满足 AI 智算中心的高要求。相较于 UPS 架构，HVDC 模式取消了逆变环节，直接输出直流电，提升用电效率。巴拿马电源方案在此基础上进一步迭代升级，采用移相变压器替代工频变压，集成整流、降压功能，简化前端配电环节，系统效率有效提升。当前阿里、腾讯等国内头部云计算厂商在 HVDC、巴拿马电源技术方案方面布局领先，我们看好渗透率有望逐步提升。
SST 方案大幅提升空间利用率和供电效率，长期看有望成为数据中心直流供电的最佳选择。SST 路线保留了巴拿马电源的优势，延续一体化设计，最大区别在于采用电力电子技术和高频变压器替代传统工频变压器，减小体积和重量，大幅提高效率。具体优势上：
► 效率大幅提升，电费节省可观：与传统 UPS 供电链路相比，SST 的传输电压高、链路短、设备节点少，全链路效率可提升 3%以上。我们测算以10MW 数据中心为例，若负载率为 90%，则每年可节省约 236.52 万度电。
高度集成，空间节省明显：SST 采用高度集成的一体式设计，融合中压接口柜、功率柜、控制柜，将变压、整流、滤波等功能整合为单个设备。相同容量下，SST 方案占地面积仅为传统方案的 1/3-1/2，更适合高密度、空间紧张的数据中心机房。
Ø 模块化设计，预制安装，节省工程周期:传统方案涉及到的设备多，通常现场安装需要较长周期，相较而言SST方案灵活性高，以模块化高频变压器替代了传统大容量干变，降低部署难度，产品出厂前完成预制预调，在现场可以实现"即插即用"，建设周期可达到小于90天，并且降低了维护难度。
Ø 多元融合，适配绿电接入:支持光伏、储能等直流供电，提升绿电消纳，满足数据中心源网荷储一体化融合的要求;且由于SST基于高性能控制平台的电能质量综合治理技术，可实现多功能集成，无功补偿、谐波治理、潮流双向于一体，可配合储能系统实现调峰调频等辅助服务。
受限于功率半导体造价，当前SST初始投资成本较高，考虑效益大幅改善下，SST在全生命周期成本具备优势。由于SST依赖于高频电力电子器件(如SiCMOSFET等)，造价高昂，且其成本中功率半导体占比约有40%，增加了SST的初始投资成本;而在全生命周期成本方面，根据伊顿<<中压能源路由器白皮书>>中测算不同技术路线的2N冗余供电配置的成本，中压能源路由器由于精简了中间环节且设计更紧凑，减少了设备和线缆的使用量，降低了工程施工量，总成本明显低于ACUPS电力模块、略高于HVDC电力模块，但考虑电费的节省，7年左右可补回成本差异。向前看，我们认为随着功率半导体器件技术工艺逐步成熟，SST成本有望下降。
架构:SST的主流拓扑方案和核心部件
SST的典型拓扑路线
典型SST采用三级能量转换架构，一般基本结构为三级式:
输入级(AC/DC):将工频交流电转换为直流电，核心在于元器件(碳化硅等)，降低开关损耗，提高热稳定性，并能够在更高频率下工作。输入级还提供无功功率补偿，确保稳定性。
隔离级(高频DC/DC):通过高频变压器实现电气隔离和电压变换;利用磁性材料(如铁氧体和非晶合金纳米晶)，高频变压器在保持高热稳定性和功率密度的同时，最小化磁芯损耗，且相较于传统变压器，体积和重量大幅降低。
输出级(DC/AC或DC/DC):直流电重新转换为交流电，或根据应用保留直流电。
由于输入电压高、输出电流大，当前ISOP是SST的主流拓扑方案。
Ø ISOP:即输入端为串联，输出端为并联的架构。ISOP通过输入级功率模块三相串联分摊电压，输出级并联形成低压直流母线，该方案设计成熟、拓展方便，可通过冗余备用模块降低设备压力，提高可靠性。基于中高频隔离技术的ISOP拓扑的技术路线为当前主流，其中DAB(双有源桥)和LLC(LLC谐振变换器)是中高频隔离环节(DC/DC变换器)的两种拓扑结构，各具特点:DAB具备功率双向流动、电压宽范围调节的优点;而LLC具备软开关、高功率密度等优点，可以使得系统效率进一步优化。
Ø MMC:即模块化多电平变换器。通过堆叠大量子模块构成桥臂，控制复杂度较高，在需要MVDC(如10kV直流)的交直流混合场合更具优势，具备高度模块化的优点;但MMC的控制涉及电压平衡、环流抑制、谐波抑制等多方面协调，控制相对复杂。
核心难点
高频变压器是SST设计中低压隔离的关键部件，对效率、功率密度、散热、绝缘等都有高要求。高频变压器是固态变压器的核心部件，是隔离型DC-DC变换器的最主要的元件之一，直接影响整个电力电子装备的性能。高频变压器研发涉及四大关键技术:
Ø 磁芯材料:磁芯材料的损耗特性、饱和磁通密度、散热性能等特性，直接关系着高频变压器的效率、功率密度等性能。目前铁氧体被主要应用在频率低于1MHz的小功率场合，在中频(<100kHz)、大功率(>10kW)应用场合，非晶和纳米晶合金材料性能优异;相较于铁氧体材料，纳米晶合金材料具有更高的饱和磁通密度，且热稳定性能好，但纳米晶的高频损耗较高，并且工艺仍不成熟，当前价格较高，仍有改善的空间。
Ø 结构设计:包括绕组排布形式的设计，以及绕组和磁芯尺寸参数的确定，直接影响高频变压器的电磁性能，是提高功率密度的重要手段。
Ø 散热设计:散热问题是限制高频变压器功率密度提升的瓶颈之一。
Ø 绝缘设计:决定了整体的隔离耐压水平。
国内外厂商积极布局SST技术
全球AIDC龙头起步研发较早
作为中低压电力设备龙头，伊顿推出解决方案、收购固态变压器技术公司:2024年12月，伊顿联合世纪互联提出能源路由器供电架构概念，并发布了10kV中压能源路由器解决方案，通过融合中压、低压、固态变压器和基于能源互联网的智能管控技术，在实现高密、高效能源变化的同时，可以为数据中心提供智能化的多能源综合接入服务。2025年8月，伊顿完成对Resilient Power SystemsInc.的收购7，该公司具备固态变压器技术，助力公司加快拓展技术应用至数据中心、储能等市场。
台达推出800VHVDC电源架构方案，SST产品实现98%+转换效率和50%+体积缩减。2022年，台达展示了400kW超快充技术，拥有三相13.8kVac中压SiC MOSFET SST拓扑结构，该技术获得了美国能源部的资助8。2025年，在COMPUTEX TAIPEI上，台达HVDC电源方案首度亮相，并于8月牵头发表业界首部<<数据中心800V直流供电技术白皮书>>10。台达固态变压器采用第三代半导体碳化硅(SiC)器件，同时支持DC200~1000V输出的宽范围柔性调节，适应数据中心负载的同时也方便接入新能源及储能系统。SST的高频隔离与模块化冗余设计也为系统可靠性奠定了基础。以2.5MW的系统为例，一套DC800V输出的SST，可以比传统交流供电系统节省1.4吨的变压器用铜和三分之二的传输线缆用铜量。
国内厂商切入布局，各具优势
我们认为布局固态变压器的公司需具备的关键know how主要包括电力电子技术、高频变压器技术、中压处理能力等，同时需要拥有数据中心项目经验和服务能力。
由自身特点出发，我们梳理当前切入布局固态变压器的国内厂商主要分为三种类型:
Ø 传统电力设备企业:凭借在电网复杂工况多年的经验积累，在中压侧技术具有较强的优势，部分公司已经有固态变压器产品应用在交直流混合微网等工程中。
Ø AI服务器电源企业:对接数据中心项目具备经验，熟悉数据中心工况需求，同时在弱电侧有积累。
Ø 光储充企业:依托电力电子技术起家，核心技术可迁移至数据中心项目拓展。
传统电力设备
中国西电、特变电工是国内变压器龙头公司，高压技术经验积淀多年，同时对柔性直流技术亦有较强的理解，其中中国西电固态变压器已供货数据中心项目。
中国西电:2023年9月，下属西安电力电子为"东数西算"数据中心提供3台2.4MW固态变压器，已完成项目所要求的600kWh备电电池充放电、服务器带载、供电回路切换等运行及故障保护实验，顺利稳定运行。根据公司公众号，公司目前800VDC架构固态变压器已完成研制，即将开始量产。
特变电工:公司自主研发世界首台10kV/1MVA电能路由器，成功应用于全球首座高压直接并网光伏电站。公司在互动问答中表示，固态变压器现阶段主要应用于新能源智能微网领域、解决配电网的电压扰动问题，相对应用场。
四方股份以传统继电保护出身，电力电子技术经验丰厚，其固态变压器已应用直流微网示范工程等多个项目，可以适配下一代数据中心800V直流供电架构。公司固态变压器提供交流10kV-35kV、直流20kV-60kV接入，240V-800V直流输出的系列产品，技术方案包括DAB拓扑、LLC软开关拓扑、中频隔离单向拓扑，今年研发实现了整机效率提升至98.5%，DC/DC效率超过99%，技术在效率、可靠性、集成度方面均处于行业领先水平，支持多端直流接入，适应直流组网需求，目前已在直流微电网示范工程等多个项目得到应用。
金盘科技深耕变压器研发制造，在北美市场有多年的耕耘，目前已研发出固态变压器样机。公司在数据中心现有主要产品为变压器、电源模块等，近年来数据中心销售收入实现快速增长，2022-2024年的年均复合增长率达79.22%，1H25数据中心销售收入超5亿元，同比大幅增长460.51%，展现数据中心供配电解决方案能力;前瞻性布局新型供电架构研发，重点投入多电压等级(400V及士400V)HVDC系统及其关键模块的研发，并且设专职研发团队积极推进固态变压器(SST)开发，目前公司10kV/2.4MW固态变压器(SST)样机已完成，适用于HVDC800V的供电架构，具备高效电能转换、快速响应、高度集成等优势。伊戈尔和新特电气具备数据中心用移相变压器产品技术积累，正在对固态变压器技术进行研发中。
伊戈尔和新特电气具备数据中心用移相变压器产品技术积累，正在对固态变压器技术进行研发中。
Ø 伊戈尔:公司变压器产品线种类较多，主要产品除传统工频变压器外，还包括主要应用在光伏逆变器中的高频电感，以及可应用在数据中心的移相变压器等，根据公司2025年半年度报告，截至2Q25，公司数据中心变压器产能逐步释放，产品品类从数据中心用移相变压器拓展至数据中心用干式变压器、油浸式变压器等，销售区域从国内市场拓展至日本、美国市场。
Ø 新特电气:国内领先的变频电源系统提供商，公司变压器系列产品包括变频用变压器、电力变压器、小型变压器、船用变压器等产品，其中公司多绕组干式变频变压器(移相变压器)可以应用在数据中心领域，根据公司2025年半年度报告，公司正在重点开发固态变压器等产品。
光储充
阳光电源成立AIDC事业部，加大数据中心应用拓展。2022年，阳光电源成功研制全球首台35kV中压直挂光伏逆变器，相较于传统方案变换级数少，具备更高的性价比，适配大型光伏发电系统，并表示新领域应用包括中压直流微网、MW级超级充电桩、数据中心HVDC供电系统等。2025年8月，公司在业绩说明会中表示，公司在电源端和电子电力转换技术上有大量的技术沉淀和待应用的创新成果，与AIDC电源有很好的技术协同，目前已成立AIDC事业部。
为光能源专注电能路由器领域研究。为光能源依托白云电气集团和西安交通大学，由行业知名电力电子领军团队和权威教授联合创立，公司聚焦于电能路由器(EER)、固态变压器(SST)、电池控制器(BCS)、储能变流器(PCS)、能量管理系统(EMS)、储能系统集成(ES5)等核心产品的研发与生产制造，打造源网侧储能系统、工商业储能系统、电动汽车超充系统、数据中心供电系统、柔性互联系统、交直流微电网系统等解决方案。根据公司官网介绍12，公司产品最大效率达到98.5%;目前公司已累计交付92台电能路由器，应用在数据中心园区、充电场站、直流楼宇、新型配网等多种场景应用。
