随着AI供电架构向800V高压直流（HVD）方向升级，固态变压器在长期发展中有望成为最优技术路线。一方面，AI产业已迈入兆瓦（MW）级机架时代，英伟达计划于2027年全面部署800V HVDC架构，而维谛技术则预测2030年或将开启的规模化应用。凭借综合性能优势突出、交付周期更短等特点，未来有望逐步替代传统变压器，确立其技术路线的领先地位。另一方面，能够深度适配"光储直柔"体系，在绿电直连、源网荷储一体化的发展趋势下，这一特性为其推广应用创造了新的契机。
方案在展现显著性能优势的同时，伴随技术迭代仍存在较大降本空间。相较于传统UPS供电链路，全链路效率可提升3个百分点以上，占地面积减少60%以上，安装调试周期缩短75%，且具备多功能集成、适配绿电接入等优势，在全生命周期成本控制方面表现出较强竞争力。尽管目前初始投资成本相对较高，但未来随着核心部件如功率半导体器件、磁芯材料（非晶纳米晶等）工艺的持续成熟，整体成本仍有较大下降潜力。
以下内容将聚焦固态变压器，对行业相关问题展开系统梳理：当前固态变压器行业的整体概况如何？市场现状呈现怎样的特征？在技术发展层面，其核心优势与主要限制因素分别是什么？从产业链视角来看，固态变压器的产业链结构现状如何？有哪些具体的市场应用场景？相关企业的发展态势怎样？在解答上述问题的基础上，本文还将从未来发展视角出发，梳理固态变压器发展过程中映射的产业机遇及后续发展空间，力求通过多维度分析，帮助读者更深刻地理解固态变压器行业，对其现状及未来发展走向形成具体、清晰的认知。
一、行业概述
1、变压器：数据中心供电保障的核心设备
变压器在数据中心中承担着电能转换与分配的关键职能，是电力系统稳定运行的核心保障。其核心作用在于将高压电转换为数据中心IT设备所需的低压电，同时通过合理的拓扑配置实现电能的高效利用，确保电力供应的稳定性与安全性。
为满足智算中心对供电高可用性（通常要求99.999%以上）的严苛标准，变压器普遍采用N+1或2N冗余设计架构。多台变压器设备互为备份，即使单台设备发生故障，冗余设备也能迅速切换投入运行，保障电力供应的不间断性。此外，高效能变压器可显著降低空载损耗，对数据中心PUE值（电源使用效率）的优化起到关键作用，助力实现PUE值低于1.35的绿色节能目标。
随着智算中心的快速发展，其对变压器技术的要求也全面提升，主要体现在以下五个方面：
高效节能设计：智算中心单机柜功率密度已从传统数据中心的4-6kW跃升至20-120kW，这一变化要求变压器空载损耗降低30%以上，以应对高功率密度下的能耗挑战。
冗余与可靠性强化：在高算力负载场景下，变压器需支持N+1并联冗余运行模式，并配备智能监控系统，实时监测设备状态，提前预警潜在故障。
谐波抑制与电能质量提升：GPU服务器等非线性负载会产生大量谐波，干扰电力系统稳定，因此要求变压器具备高抗谐波能力，保障电能质量。
模块化与散热升级：为适配边缘计算节点的部署需求及快速交付要求，预制式变压器柜集成了高低压开关与监控系统，支持现场即插即用，同时优化散热设计以适应紧凑的安装环境。
2、数据中心供电架构的三代技术演进
数据中心供电架构的发展经历了从传统交流UPS、高压直流（HVDC）到固态变压器的三代技术演进，其核心目标始终围绕提升能效、可靠性和功率密度展开。未来，随着AI算力密度的持续提升，将逐步替代传统架构，但短期内HVDC因性价比优势仍是主流升级方案。
数据中心的高能耗特性使其对电力供应的稳定性和可靠性有着极高要求。当前，全球范围内的数据中心普遍采用UPS和备用柴油发电机组成的双重保障体系应对电力挑战。UPS作为公用电网与数据中心之间的缓冲设备，可提供稳定电力，其电力来源既包括电网本身，也可在电网中断时由蓄电池等本地电源提供短时供电。
高压直流（HVDC）供电方案凭借高效率、高可靠性、易维护性、易扩容性及低成本性等优势，在数据中心领域得到广泛应用。随着算力激增导致芯片数量大幅增加，数据中心对空间利用效率的要求越来越高，具备更高集成度的巴拿马电源成为重要发展方向。该方案可实现从中压10kVAC直接转换为240VDC，柔性集成了配电、隔离变压、模块化整流器和输出配电等环节，减少了传统供电架构中的众多中间设备，使供电传输更为高效直接。
3、固态变压器：下一代AIDC供电系统的核心解决方案
3.1 固态变压器的技术定义与功能特性
固态变压器又称“能源路由器”或“电力电子变压器”，由电力电子变换器和高频变压器组成，可实现高压交流至低压直流/交流的电压变换及能量双向流动。与传统工频变压器相比，不仅具备电压等级变换和电气隔离功能，还能提供不同电压等级的多个直流端口，满足直流电网或交直流混合电网中直流设备的需求，实现更灵活高效的电能管理。其潜在应用场景广泛，包括电动汽车、铁路牵引、数据中心、新能源并网、直流配网等。
3.2 与传统变压器的优劣势对比
相较于传统变压器，具有显著优势：集电气隔离、电压变换、无功补偿、谐波抑制、电压平衡等功能于一体；无需大量铁芯，占地面积小、重量轻，易于安装和集成；可实现直流、交流多端口输出，且采用模块化设计便于后期扩容。但同时，也存在短板：由于采用大量电力电子器件且需进行多级变换，其成本较高，能量转换效率相对较低。
3.3 在数据中心的应用前景与当前进展
数据中心作为典型的直流负载，对功率密度和占地面积要求极高，且考虑完整供电链路后，方案较HVDC具有更高的整体效率，因此成为的重要应用场景。不过需要说明的是，目前仍面临电压制式及拓扑器件成熟度问题，在可靠性、可维护性及使用规范方面存在挑战，当前以试点应用为主，产品生态有待进一步完善。
市场规模方面，根据Globe Newswire预测，2024年全球固态变压器市场规模预计达到2.07亿美元，随着其在充电站、配网系统及数据中心应用的不断渗透，2033年市场规模预计增长至5.86亿美元，复合年增长率为12.27%。
产业布局上，保持了巴拿马电源的先天优势，同时采用模块化高频变压器替代大容量干变，部署难度进一步降低。维谛、台达等主要数据中心供配电厂家已推出相关产品，其中台达10kV-DP产品采用10kV三相交流电压输入，输出电压可选择直流或交流方式，直流输出可选240/336/750/1000V等多个电压等级，采用预制化设计，满足远期直流高压化发展需求。国内企业中，华为、京东及西电电力电子积极推进在数据中心的应用：华为与京东云合作推出的一体化供电方案，供电效率高达95.3%；西电电力电子推出基于技术的数据中心中压直供直流电源产品，传输效率大于97.5%；新特电气等变压器企业也在进行固态变压器产品的开发。
4、方案的技术实现与核心优势
4.1 直接电压转换能力
方案适用于微电网的直流用电场景，可直接完成市电10kVac至800Vdc的转换。在基于直流电网区域架构中，不仅在中压之间具有高频隔离的直流或交流接口，可实现局部自治的单向或双向潮流，还具备电能管理、能源管理及故障管理能力，支持不同直流发电单元、储能系统和用电单元之间、不同用电电压之间的电力交互。此外，直流环节的可在原方接入储能电池、光伏电站等直流设备，同时在副方为直流、交流设备提供稳定电能供给，这一特性可有效解决新能源引入后智算中心供电架构面临的诸多问题。
4.2 三级功率变换的技术原理
固态变压器借助电力电子电路实现系统控制，由交流启动柜（10kV交流输入）、功率模块柜、直流配电柜组成，内部主要包含电力电子电路与高频变压器等部件。高频变压器的频率通常为几kHz至几十kHz，甚至上百kHz，通过电力电子电路的控制可实现高压交流至低压直流或低压交流的电压变换与能量双向流动。高频功率变流部分替代了传统的工频变压器、低压配电柜、变流器，可实现10kV交流输入和240V等直流电压等级的输出或交流（DC-AC功能可选）输出，是应用于数据中心的新型不间断电源系统。
二、市场现状
1、国内外厂商积极布局技术
（一）全球AIDC龙头起步研发较早
作为中低压电力设备龙头企业，伊顿通过推出解决方案与收购技术公司双路径布局固态变压器领域。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10kV中压能源路由器解决方案，该方案融合中压、低压、固态变压器及能源互联网智能管控技术，在实现高密高效能源转换的同时，可为数据中心提供智能化多能源综合接入服务。2025年8月，伊顿完成对ResilientPowerSystemsInc.的收购，借助其固态变压器技术，加速推动自身技术在数据中心、储能等市场的应用拓展。
台达则聚焦800VHVDC电源架构方案，其产品实现98%以上转换效率与50%以上体积缩减。2022年，台达展示400kW超快充技术，该技术采用三相13.8kVac中压SiCMOSFET拓扑结构，并获得美国能源部资助。2025年，台达在COMPUTEXTAIPEI展会上首度亮相HVDC电源方案，同年8月牵头发布业界首部《数据中心800V直流供电技术白皮书》。台达固态变压器采用第三代半导体碳化硅（SiC）器件，支持DC200~1000V输出的宽范围柔性调节，既能适配数据中心负载需求，又便于接入新能源及储能系统；其高频隔离与模块化冗余设计，也为系统可靠性提供坚实保障。以2.5MW系统为例，一套DC800V输出的相比传统交流供电系统，可节省1.4吨变压器用铜及三分之二传输线缆用铜量。
（二）国内厂商切入布局，各具优势
布局固态变压器需掌握电力电子技术、高频变压器技术、中压处理能力等关键技术，同时需具备数据中心项目经验与服务能力。结合自身特点，国内布局厂商主要分为三类：一是传统电力设备企业，凭借电网复杂工况经验积累，在中压侧技术具备优势，部分产品已应用于交直流混合微网等工程；二是AI服务器电源企业，熟悉数据中心工况需求，在弱电侧有技术积累且对接项目经验丰富；三是光储充企业，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。
1）传统电力设备企业
中国西电、特变电工为国内变压器龙头，积淀多年高压技术经验，且对柔性直流技术理解深厚，其中中国西电固态变压器已实现数据中心项目供货。2023年9月，中国西电下属西安电力电子为“东数西算”数据中心贵安项目一期提供3台2.4MW固态变压器，完成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并稳定运行；据公司公众号信息，目前800VDC架构固态变压器已完成研制，即将进入量产阶段。
特变电工自主研发世界首台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。公司表示，固态变压器现阶段主要应用于新能源智能微网领域及解决配电网电压扰动问题，应用场景相对有限，但已开展相关产品研发，未来随着应用场景增加可快速推进市场化。目前特变电工已为多个重点数据中心项目提供产品及解决方案，近年数据中心订单增长迅速，后续将持续加大市场开拓与研发投入。
四方股份出身传统继电保护领域，电力电子技术经验丰厚，其固态变压器已应用于直流微网示范工程等多个项目，可适配下一代数据中心800V直流供电架构。该公司固态变压器提供交流10kV-35kV、直流20kV-60kV接入及240V-800V直流输出系列产品，技术方案涵盖DAB拓扑、LLC软开关拓扑、中频隔离单向拓扑，今年研发实现整机效率提升至98.5%、DC/DC效率超99%，在效率、可靠性、集成度方面处于行业领先水平，支持多端直流接入以适应直流组网需求。
金盘科技深耕变压器研发制造，在北美市场耕耘多年，目前已研发出固态变压器样机。公司数据中心现有主力产品为变压器、电源模块等，近年销售收入增长迅猛，2022-2024年年均复合增长率达79.22%，2025年上半年数据中心销售收入超5亿元，同比大幅增长460.51%，彰显其供配电解决方案能力。公司前瞻性布局新型供电架构研发，重点投入多电压等级（400V及±400V）HVDC系统及关键模块研发，并设专职团队推进开发，目前10kV/2.4MW固态变压器样机已完成，适用于HVDC800V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技术积累，正开展固态变压器研发。伊戈尔变压器产品线丰富，除传统工频变压器外，还包括光伏逆变器用高频电感、数据中心用移相变压器等；据2025年半年度报告，截至2025年二季度，公司数据中心变压器产能逐步释放，产品品类从移相变压器拓展至干式、油浸式变压器，销售区域从国内延伸至日本、美国市场。新特电气作为国内领先变频电源系统提供商，变压器系列产品涵盖变频用、电力用、小型、船用等类型，其中多绕组干式变频变压器（移相变压器）可应用于数据中心领域，2025年半年报显示公司正重点开发固态变压器产品。
2）光储充企业
阳光电源成立AIDC事业部，加大数据中心应用拓展力度。2022年，阳光电源成功研制全球首台35kV中压直挂光伏逆变器，相比传统方案变换级数少、性价比更高，适配大型光伏发电系统，同时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提及，在电源端和电力电子转换技术上有大量技术沉淀与待应用创新成果，与AIDC电源具备良好技术协同，目前已成立AIDC事业部专职推进相关业务。
为光能源专注电能路由器领域研究，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与权威教授联合创立。公司聚焦电能路由器（EER）、固态变压器、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）等核心产品研发制造，打造源网侧储能、工商业储能、电动汽车超充、数据中心供电、柔性互联、交直流微电网等解决方案。据公司官网介绍，产品最大效率达98.5%，目前已累计交付92台电能路由器，应用于数据中心园区、充电场站、直流楼宇、新型配网等多场景。
2、方案已有数据中心应用案例
方案已在数据中心标杆项目中落地应用。2023年，西电电力电子2.4MW-10kVAC/240DC-完成“东数西算”数据中心贵安项目一期3台（单台2.4MW）供货，可实现成本压缩65%以上。作为提高供电效率与推动数据中心100%新能源接入的优质解决方案，方案未来有望在数据中心领域获得大规模应用。
三、技术优势与限制因素
随着AI智算中心对供电效率、空间利用及建设周期等方面要求的不断提高，传统数据中心供电架构正经历着深刻的迭代升级。目前，HVDC、巴拿马电源方案渗透率逐步提升，而（固态变压器）方案凭借其显著的技术优势，长期看有望成为数据中心直流供电的最佳选择，但同时也面临着技术与成本层面的限制因素。
1、技术优势：方案效率高、占地面积小、建设周期短
当前，传统数据中心供电架构正向HVDC、巴拿马电源方案迭代升级，渗透率有望迎来提升。传统UPS模式应用成熟，当前仍是主流技术路线，但存在变换次数多、全链路供电效率低、设备占地面积大等问题，难以满足AI智算中心的高要求。相较于UPS架构，HVDC模式取消逆变环节，直接输出直流电，提升了用电效率；巴拿马电源方案在此基础上进一步迭代，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。国内头部云计算厂商如阿里、腾讯在HVDC、巴拿马电源技术方案布局领先，渗透率逐步提升。而方案在保留巴拿马电源优势的基础上，采用电力电子技术和高频变压器替代传统工频变压器，大幅提升了空间利用率和供电效率，具体优势如下：
效率大幅提升，电费节省可观
与传统UPS供电链路相比，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。以10MW数据中心为例，若负载率为90%，通过测算，每年可节省约236.52万度电，在长期运营中能为数据中心带来显著的电费成本节约。
高度集成，空间节省明显
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。在相同容量下，方案占地面积仅为传统方案的1/3-1/2，更能适配高密度、空间紧张的数据中心机房环境，提高机房空间的利用率。
模块化设计，预制安装，节省工程周期
传统供电方案涉及设备众多，现场安装通常需要较长周期。而方案灵活性高，以模块化高频变压器替代了传统大容量干变，降低了部署难度。产品在出厂前已完成预制预调，在现场可实现“即插即用”，建设周期能够控制在90天以内，同时还降低了后期的维护难度。
多元融合，适配绿电接入
方案支持光伏、储能等直流供电，有助于提升绿电消纳能力，满足数据中心源网荷储一体化融合的发展要求。此外，由于基于高性能控制平台的电能质量综合治理技术，可实现无功补偿、谐波治理、潮流双向等多功能集成，能够配合储能系统实现调峰调频等辅助服务，增强数据中心供电的灵活性与可持续性。
尽管受限于功率半导体造价，当前初始投资成本较高，但考虑到效益的大幅改善，在全生命周期成本中具备优势。根据伊顿《中压能源路由器白皮书》测算，不同技术路线的2N冗余供电配置中，中压能源路由器（相关技术）因精简中间环节且设计更紧凑，减少了设备和线缆使用量，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，且考虑电费节省，7年左右可补回成本差异。未来，随着功率半导体器件技术工艺逐步成熟，成本有望进一步下降。
2、限制因素：技术难＆成本高
系统的可靠性有待验证
的结构包含整流、高频逆变、隔离变压等多个电力电子模组，电路复杂，其中高频变压器的设计与制造难度较大，导致系统的可靠性尚未经过长期大规模应用的充分验证，这在一定程度上影响了其市场推广。
与电网的兼容性需论证
需要并入当地电网，在并网过程中，需要充分论证产品对电网的冲击、电网的承受能力，以及产品自身的稳定性和可靠性，确保并网后不会对电网的正常运行造成不利影响，这增加了应用的前期准备工作。
无行业标准影响各方协同与认证
目前，领域缺乏完善的标准体系，包括设计规范、接口标准和测试方法等。这导致不同厂商的产品难以实现协同工作，产品也无法进行统一规范的认证，阻碍了行业的规模化发展和产品质量的保障。
短期成本影响批量应用
使用大量电力电子器件，相较于传统变压器所采用的硅钢片、铜线等材料，成本高出很多。同时，研发与制造的复杂性也进一步推高了其成本，短期较高的成本成为限制其批量应用的重要因素。
四、产业链分析
1、产业链概况
产业链主要分为上游材料与零部件制造、中游系统集成以及下游产品应用三个核心环节，各环节分工明确且紧密联动，共同推动产业发展。
1.1上游材料与零部件制造
上游是产业发展的基础支撑，主要包括核心零部件供应商及相关原材料供应商。核心零部件涵盖功率半导体电力电子器件、断路器、高频变压器、结构件与散热系统、控制系统和机柜等。其中，功率半导体方面，以SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）为代表的第三代宽禁带半导体器件，是提升性能的关键；铁芯材料则以铁氧体、非晶合金等为主，保障高频变压器的转换效率；此外，机柜等结构件供应商也为提供必要的硬件载体，这些上游环节共同为的性能优化和稳定运行提供核心部件支持。
1.2中游系统集成
中游是产品的核心制造环节，承接上游输入的零部件，负责生产、集成并制造完整的产品。当前市场主要由海外龙头企业主导，如维谛、伊顿、台达、ABB、西门子、通用电气等，这些企业凭借技术积累和品牌优势占据主导地位。同时，以新特电气、金盘科技为代表的中国企业正积极突围，通过差异化创新和技术合作等方式，逐步在市场中崭露头角，推动国内产业的发展。
1.3下游产品应用
的应用场景广泛，涵盖数据中心、智能电网、电动汽车充电基础设施、铁路牵引等多个领域。在数据中心领域，AI需求扩张带动算力需求提升，凭借高效供电能力成为重要支撑；智能电网领域，可优化电能质量和电网稳定性，助力电网智能化升级。海外市场中，英伟达、谷歌等超大规模云数据中心是应用规划的主要推手；国内也涌现出多个应用范例，如2023年西电电力电子“东数西算”数据中心贵安项目及世纪互联伊顿合作项目。
2、固态变压器成本拆解
根据学术研究，当前整机成本按构成可拆解为以下几个部分，各部分成本占比及特点如下：
电力电子器件（40%）：作为成本占比最高的部分，的电力电子器件基于碳化硅IGBT或MOS管等开关元件构成，需实现整流和逆变以产生高频交流。采用SiC、GaN等第三代宽禁带半导体材料虽能降低开关与导通损耗、优化系统性能，但材料本身价格较高，且高电压系统对器件的高耐压要求进一步增加了该环节的成本。
高频变压器（15%）：高频变压器通过电力电子电路实现电压变换，具有高灵活性的特点。其采用铁氧体、非晶合金等铁芯材料以提高电压转换效率，但材料成本较高且制造工艺要求严格，共同构成了该环节的成本主体。
结构件和散热系统（15%）：主要包括散热器、风扇、柜体、液冷系统等，是保障稳定运行的重要组成部分，其成本占比与高频变压器相当。
控制系统（15%）：涵盖控制电路、面板等，负责的整体运行控制，是实现智能化功能的关键环节，成本占比为15%。
其它（10%）：主要包括辅助电源等配套部件，成本占比相对较低，为10%。
3、市场方兴未艾，下游应用布局逐渐明朗
3.1产业发展现状：尚未大规模产业化
产业目前处于方兴未艾的发展阶段，尚未实现大规模产业化。主要原因包括两方面：一是上游环节的制约，宽禁带半导体器件和高频磁性材料价格高企且产能受限，增加了的生产成本；二是技术层面的挑战，在高频拓扑和控制系统设计等方面仍存在较高技术壁垒，限制了产业的快速规模化发展。尽管如此，国内外企业均已在该领域展开积极探索，由于产业化程度有限，目前尚难以通过市场份额明确竞争格局，整体呈现“差异化突围”的发展趋势。
3.2下游应用：布局明朗，市场空间广阔
下游应用市场的布局逐渐清晰，为产业带来了广阔的发展空间。在数据中心领域，英伟达已明确将列为下一代数据中心供电核心方案，META、谷歌、微软等大型互联网公司也联合供应商开发自建数据中心的DC800V供电方案；此外，伊顿与世纪互联合作开发能源路由器，台达推出液冷+集成方案，西电电子已完成向国家“东数西算”数据中心的交付，这些合作与应用案例进一步推动了在下游市场的落地与拓展。
4、市场竞争格局分析
4.1全球竞争格局：巨头主导，梯队分化
全球市场呈现出巨头主导、梯队分化的竞争格局，不同梯队企业凭借各自优势占据不同市场地位：
第一梯队：国际三大巨头
由ABB、西门子、通用电气（GE）三大国际巨头组成，合计占据全球市场份额约60%。这些企业凭借在电力设备领域的深厚技术积累和丰富经验，提供从中压输配到终端用电的全栈解决方案：
ABB：其产品在智能电网和工业领域具有显著优势，最新一代产品效率达99%，支持预测性维护和远程监控功能。
西门子：聚焦数据中心和轨道交通应用，与台达合作开发的400VHVDC方案被微软、谷歌、Meta联合项目“MountDiablo”选为标准架构。
GE：在替代发电和牵引机车领域表现突出，其20MVA级已应用于多个燃气轮机发电项目。
第二梯队：区域龙头企业
以台达、施耐德电气、东芝三菱为代表的区域龙头，在特定应用领域具备独特优势。例如，台达在2025年APEC大会上发布的数据中心方案，采用全SiC设计，功率密度达4W/cm³，达到业界最高水平。
4.2中国企业突围路径：多点突破，快速追赶
中国产业呈现多点突破、快速追赶的态势，已形成三类主要参与主体，各主体根据自身定位展开差异化发展：
技术领先型企业
新特电气：是其重点开发产品，与维谛合作研发数据中心用，预计2025年下半年配套巴拿马电源2.0放量，应用于光伏的已实现发货。
四方股份：在数据中心供电领域拥有系列化解决方案，技术成熟度处于国内领先水平。
研发突破型企业
金盘科技：已开展等前沿技术研发，重点聚焦非晶合金铁芯和散热技术创新，力求在核心技术环节实现突破。
阳光电源：基于光储充应用开发多端口能量路由器，实现光伏、储能、充电的智能协同，拓展的应用场景。
技术储备型企业
伊戈尔、泰永长征、科陆电子等企业已开展技术储备和预研工作。其中，科润智控“基于互联网技术的高可靠低成本固态变压器”项目已结题，正积极推进产业化进程，为后续市场竞争奠定基础。
五、市场应用
1、数据中心领域应用需求与技术趋势
1.1数据中心容量增长与配电挑战
当前数据中心单柜容量呈现显著增大趋势，已从传统的10千瓦逐步提升至百千瓦级别，部分高端场景甚至向兆瓦级迈进。这一容量升级对传统配电架构构成了严峻挑战：一方面，容量增加使得配电环节需要设计大量铜排，大规模数据中心更是需通过海量铜牌连接供电电源与机柜，而随着近年来铜价的持续上升，铜排连接的成本显著增加；另一方面，容量增长倒逼低压配电电压等级提升，进而对中压到低压的转换链路产生了新的需求，如何高效、经济地实现这一电压转换成为行业关注的核心问题。值得注意的是，提升电压等级能够有效节省成本，在部分场景下，节省的成本甚至超过中压配电到低压配电的整体成本，这为电压等级升级提供了强劲的经济驱动力。
1.2技术路线与应用规划
针对电压等级提升需求，英伟达800V架构提出了两种新型电力设备实现方式：巴拿马电源（传统变压器+直流模块）和（固态变压器）方案。从技术演进来看，巴拿马电源更偏向于过渡性产品，能够支撑当前阶段的电压提升需求，而最终的目标方案预计将走向800V甚至1500V架构。根据英伟达的规划，其计划在2027年于ICT领域小批量应用800V架构，若未来服务器功率持续提升，后续可能进一步升级至1500V，这一规划为在数据中心的应用明确了时间节点和技术方向。
1.3厂商产品进展与行业共识
在厂商实践层面，台达、伊顿等行业领先企业推出的产品已展现出显著优势，相比传统方案，其效率更高、密度更大，能够更好地适配数据中心高容量、高可靠性的配电需求。结合英伟达的架构定义以及主流厂商的技术路线，产业界对于在数据中心的应用已达成高度一致，技术路线逐渐清晰，为后续规模化推广奠定了坚实的产业基础。
2、非数据中心领域应用场景
2.1电动汽车充电领域应用
在电动汽车充电领域，六部委发布的充电规划不仅释放出较大的市场空间，同时对供应链价格也提出了明确信号，其中包括对充电设备更大容量和更高电压等级的要求。在此背景下，凭借其更灵活的端口配置和更高的供电效率等特性，迎来了较多应用机会，行业内已有厂家在该方向实现了初步应用。然而，国内电动车行业竞争激烈，成本因素可能成为大规模推广的主要制约因素，如何在保证性能的前提下降低成本，是在该领域突破的关键。
2.2绿电直供场景应用
绿电直供是另一个潜在的重要应用场景。国内已有相关项目通过电力电子变压器融合光伏等可再生能源电能后连接电网，并通过SATP（固态变压器相关技术）将低压直流转换为高压直流，经传输后实现负载端的绿电直供，宁夏地区已开展了较多此类示范项目。不过，由于国内电价相对便宜，目前该场景仍以示范应用为主。而在海外市场（尤其是欧美地区），电网审批极为严格，申请10千伏以上电压容量的审批周期通常超过5年。在此情况下，通过自建电力架构实现负载端供电，能够有效缩短项目审批周期，推动项目快速实施，因此海外市场对该场景的需求较为明确。
3、应用测试与规模化节点
3.1应用测试关键关注点
客户在测试及应用决策过程中，主要面临三方面核心阻碍：一是数据中心领域尚无相关国家标准，这直接影响了客户的决策依据，增加了决策难度；二是应用端缺乏足够的可靠性论证和实际运行数据，客户对其长期稳定运行的信心不足；三是属于中压类产品，而传统数据中心模块通常需要热插拔功能来保障可靠性，但中压侧模块需串联连接，导致运维端产生了10千伏热插拔的需求，目前10千伏热插拔技术难度较大，成为制约客户决策的关键阻碍因素。
3.2规模化应用时间节点
规模化应用的规划与路径已逐渐清晰：数据中心800V架构的规模化应用预计在2027年实现，这主要是因为需要充分验证器件的可靠性和后期负载情况，若验证不通过或存在风险，可能会导致时间延迟，但整体技术路线已较为明确。当前阶段的重点是推进在更多市场工程中的试点应用，通过完成试点并获取可靠性验证数据，为后期的批量化应用提供支撑。目前，电信、移动、联通等运营商已开始推进相关试点项目，积累的运行数据将对未来的市场推广产生积极影响。
对于其他领域，规模化应用则主要受成本制约，相关企业正积极采取措施降低各环节成本，其中高频变压器是制约成本的关键部件。一旦成本得到有效降低，有望充分发挥“以硅代铜”的优势，其在非数据中心领域的规模化应用启动速度可能会更快。
六、固态变压器相关公司
四方股份（601126）：作为国内二次设备领域龙头，公司在国网特高压-二次设备品类及输变电设备-继电保护品类市占率均位居前五。其固态变压器产品技术成熟，具有高效率、高可靠性、高集成化、多端直流接入等优势，可全面适配下一代数据中心800V直流供电架构需求，拓扑结构经过多次迭代优化后整机效率已提升至98.5%，且已有多个重点项目交付业绩，2025年上半年实现了产品的规模化交付，同时主导制定了HVDC800V行业标准。2025年上半年公司实现营收40.20亿元，同比增长15.62%；归母净利润4.76亿元，同比增长12.41%，机构预测全年净利润8.42亿元，同比增长17.66%。
中国西电（601179）：为中国电器百强企业之首，是国内最具规模、成套能力最强的输变电设备生产基地。其子公司西安西电拥有固态变压器研发能力及相关产品，向“东数西算”数据中心提供的2.4MW固态变压器已于2023年9月顺利投运，是国内唯一落地2.4MW级的企业，效率达97.5%以上。公司境外营收占比近20%，有望切入海外算力产业链。2025H1实现营收113.01亿元，同比增长9.23%，实现归母净利润5.98亿元，同比增长30.08%，机构预测全年净利润15.33亿元，同比增长45.47%。
600***：公司在非晶纳米晶材料领域具有优势，该材料适配高频变压器的需求，目前正推动核心材料的国产化进程，为固态变压器产业链上游核心材料供应提供支持。作为电力设备领域的知名企业，其在变压器相关技术积累深厚，为领域的发展奠定了良好基础。
688***：是全球干式变压器行业优势企业之一，储能与数字化智能制造结合先行者。公司10kV/2.4MW固态变压器样机已完成，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，同时还是英伟达的供应商，且自研技术已应用于亚马逊、微软等北美数据中心项目。2025H1实现营业收入31.54亿元，同比增长8.16%；实现归母净利润2.65亿元，同比增长19.10%，机构预测全年净利润7.66亿元，同比增长33.33%。
301***：作为特种变压器龙头，国产变频用变压器市占率第一，研制了首台国产变频用变压器。公司目前在布局固态变压器()配套用变压器的研发与创新，处于技术开发阶段，已完成直流侧中频隔离变压器产品的开发，与维谛技术（Vertiv）联合研发2MW级数据中心固态变压器，样机计划2025年下半年推出，2027年小批量交付，同时为维谛的150亿元液冷HVDC大单锁定40%份额（约60亿元）。2025H1实现收入1.93亿元，同比增长16.10%；归母净利润0.05亿元，同比增长49775.01%，机构预测全年净利润0.50亿元，同比增长204%。
300***：全球光伏逆变器和全球储能系统龙头，2023年位居全球电池储能系统集成商市场排名第二，市场份额达到11%。公司在固态变压器相关技术的新能源应用研究方面有深入进展，如基于光储充应用的多端口能量路由器，技术已进入样机实测阶段。同时，公司看到英伟达发布的白皮书提到配大储的方案，计划结合自身在高压和绿电方面的优势，提供绿电到高压直流到机柜到板上的整个电源架构解决方案，争取在2026年实现产品落地和小规模交付。2025年实现营业收入435.3亿元，同比增长40%，归母净利润77.3亿元，同比增长56%，机构预测全年净利润137.48亿元，同比增长24.57%。
002***：是国内最早推动数据中心HVDC供电方案应用的企业之一，牵头制定了多项国家和行业标准，2019年曾联合阿里巴巴、台达发布巴拿马电源。公司密切关注固态变压器等技术发展趋势，适时推进产业链延伸、产品线拓展等工作，且与SuperX实现合作，巴拿马电源产品在市场中具有竞争力。2025年H1公司实现营业收入8.91亿元，同比增加14.27%；实现归母净利润0.47亿元，同比减少30.19%，机构预测全年净利润1.94亿元，同比增长76.9%。
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作者：于晓明 执业证书编号:A0680622030012
随着AI供电架构向800V高压直流（HVD）方向升级，固态变压器在长期发展中有望成为最优技术路线。一方面，AI产业已迈入兆瓦（MW）级机架时代，英伟达计划于2027年全面部署800V HVDC架构，而维谛技术则预测2030年或将开启的规模化应用。凭借综合性能优势突出、交付周期更短等特点，未来有望逐步替代传统变压器，确立其技术路线的领先地位。另一方面，能够深度适配"光储直柔"体系，在绿电直连、源网荷储一体化的发展趋势下，这一特性为其推广应用创造了新的契机。
方案在展现显著性能优势的同时，伴随技术迭代仍存在较大降本空间。相较于传统UPS供电链路，全链路效率可提升3个百分点以上，占地面积减少60%以上，安装调试周期缩短75%，且具备多功能集成、适配绿电接入等优势，在全生命周期成本控制方面表现出较强竞争力。尽管目前初始投资成本相对较高，但未来随着核心部件如功率半导体器件、磁芯材料（非晶纳米晶等）工艺的持续成熟，整体成本仍有较大下降潜力。
以下内容将聚焦固态变压器，对行业相关问题展开系统梳理：当前固态变压器行业的整体概况如何？市场现状呈现怎样的特征？在技术发展层面，其核心优势与主要限制因素分别是什么？从产业链视角来看，固态变压器的产业链结构现状如何？有哪些具体的市场应用场景？相关企业的发展态势怎样？在解答上述问题的基础上，本文还将从未来发展视角出发，梳理固态变压器发展过程中映射的产业机遇及后续发展空间，力求通过多维度分析，帮助读者更深刻地理解固态变压器行业，对其现状及未来发展走向形成具体、清晰的认知。
一、行业概述
1、变压器：数据中心供电保障的核心设备
变压器在数据中心中承担着电能转换与分配的关键职能，是电力系统稳定运行的核心保障。其核心作用在于将高压电转换为数据中心IT设备所需的低压电，同时通过合理的拓扑配置实现电能的高效利用，确保电力供应的稳定性与安全性。
为满足智算中心对供电高可用性（通常要求99.999%以上）的严苛标准，变压器普遍采用N+1或2N冗余设计架构。多台变压器设备互为备份，即使单台设备发生故障，冗余设备也能迅速切换投入运行，保障电力供应的不间断性。此外，高效能变压器可显著降低空载损耗，对数据中心PUE值（电源使用效率）的优化起到关键作用，助力实现PUE值低于1.35的绿色节能目标。
随着智算中心的快速发展，其对变压器技术的要求也全面提升，主要体现在以下五个方面：
高效节能设计：智算中心单机柜功率密度已从传统数据中心的4-6kW跃升至20-120kW，这一变化要求变压器空载损耗降低30%以上，以应对高功率密度下的能耗挑战。
冗余与可靠性强化：在高算力负载场景下，变压器需支持N+1并联冗余运行模式，并配备智能监控系统，实时监测设备状态，提前预警潜在故障。
谐波抑制与电能质量提升：GPU服务器等非线性负载会产生大量谐波，干扰电力系统稳定，因此要求变压器具备高抗谐波能力，保障电能质量。
模块化与散热升级：为适配边缘计算节点的部署需求及快速交付要求，预制式变压器柜集成了高低压开关与监控系统，支持现场即插即用，同时优化散热设计以适应紧凑的安装环境。
2、数据中心供电架构的三代技术演进
数据中心供电架构的发展经历了从传统交流UPS、高压直流（HVDC）到固态变压器的三代技术演进，其核心目标始终围绕提升能效、可靠性和功率密度展开。未来，随着AI算力密度的持续提升，将逐步替代传统架构，但短期内HVDC因性价比优势仍是主流升级方案。
数据中心的高能耗特性使其对电力供应的稳定性和可靠性有着极高要求。当前，全球范围内的数据中心普遍采用UPS和备用柴油发电机组成的双重保障体系应对电力挑战。UPS作为公用电网与数据中心之间的缓冲设备，可提供稳定电力，其电力来源既包括电网本身，也可在电网中断时由蓄电池等本地电源提供短时供电。
高压直流（HVDC）供电方案凭借高效率、高可靠性、易维护性、易扩容性及低成本性等优势，在数据中心领域得到广泛应用。随着算力激增导致芯片数量大幅增加，数据中心对空间利用效率的要求越来越高，具备更高集成度的巴拿马电源成为重要发展方向。该方案可实现从中压10kVAC直接转换为240VDC，柔性集成了配电、隔离变压、模块化整流器和输出配电等环节，减少了传统供电架构中的众多中间设备，使供电传输更为高效直接。
3、固态变压器：下一代AIDC供电系统的核心解决方案
3.1 固态变压器的技术定义与功能特性
固态变压器又称“能源路由器”或“电力电子变压器”，由电力电子变换器和高频变压器组成，可实现高压交流至低压直流/交流的电压变换及能量双向流动。与传统工频变压器相比，不仅具备电压等级变换和电气隔离功能，还能提供不同电压等级的多个直流端口，满足直流电网或交直流混合电网中直流设备的需求，实现更灵活高效的电能管理。其潜在应用场景广泛，包括电动汽车、铁路牵引、数据中心、新能源并网、直流配网等。
3.2 与传统变压器的优劣势对比
相较于传统变压器，具有显著优势：集电气隔离、电压变换、无功补偿、谐波抑制、电压平衡等功能于一体；无需大量铁芯，占地面积小、重量轻，易于安装和集成；可实现直流、交流多端口输出，且采用模块化设计便于后期扩容。但同时，也存在短板：由于采用大量电力电子器件且需进行多级变换，其成本较高，能量转换效率相对较低。
3.3 在数据中心的应用前景与当前进展
数据中心作为典型的直流负载，对功率密度和占地面积要求极高，且考虑完整供电链路后，方案较HVDC具有更高的整体效率，因此成为的重要应用场景。不过需要说明的是，目前仍面临电压制式及拓扑器件成熟度问题，在可靠性、可维护性及使用规范方面存在挑战，当前以试点应用为主，产品生态有待进一步完善。
市场规模方面，根据Globe Newswire预测，2024年全球固态变压器市场规模预计达到2.07亿美元，随着其在充电站、配网系统及数据中心应用的不断渗透，2033年市场规模预计增长至5.86亿美元，复合年增长率为12.27%。
产业布局上，保持了巴拿马电源的先天优势，同时采用模块化高频变压器替代大容量干变，部署难度进一步降低。维谛、台达等主要数据中心供配电厂家已推出相关产品，其中台达10kV-DP产品采用10kV三相交流电压输入，输出电压可选择直流或交流方式，直流输出可选240/336/750/1000V等多个电压等级，采用预制化设计，满足远期直流高压化发展需求。国内企业中，华为、京东及西电电力电子积极推进在数据中心的应用：华为与京东云合作推出的一体化供电方案，供电效率高达95.3%；西电电力电子推出基于技术的数据中心中压直供直流电源产品，传输效率大于97.5%；新特电气等变压器企业也在进行固态变压器产品的开发。
4、方案的技术实现与核心优势
4.1 直接电压转换能力
方案适用于微电网的直流用电场景，可直接完成市电10kVac至800Vdc的转换。在基于直流电网区域架构中，不仅在中压之间具有高频隔离的直流或交流接口，可实现局部自治的单向或双向潮流，还具备电能管理、能源管理及故障管理能力，支持不同直流发电单元、储能系统和用电单元之间、不同用电电压之间的电力交互。此外，直流环节的可在原方接入储能电池、光伏电站等直流设备，同时在副方为直流、交流设备提供稳定电能供给，这一特性可有效解决新能源引入后智算中心供电架构面临的诸多问题。
4.2 三级功率变换的技术原理
固态变压器借助电力电子电路实现系统控制，由交流启动柜（10kV交流输入）、功率模块柜、直流配电柜组成，内部主要包含电力电子电路与高频变压器等部件。高频变压器的频率通常为几kHz至几十kHz，甚至上百kHz，通过电力电子电路的控制可实现高压交流至低压直流或低压交流的电压变换与能量双向流动。高频功率变流部分替代了传统的工频变压器、低压配电柜、变流器，可实现10kV交流输入和240V等直流电压等级的输出或交流（DC-AC功能可选）输出，是应用于数据中心的新型不间断电源系统。
二、市场现状
1、国内外厂商积极布局技术
（一）全球AIDC龙头起步研发较早
作为中低压电力设备龙头企业，伊顿通过推出解决方案与收购技术公司双路径布局固态变压器领域。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10kV中压能源路由器解决方案，该方案融合中压、低压、固态变压器及能源互联网智能管控技术，在实现高密高效能源转换的同时，可为数据中心提供智能化多能源综合接入服务。2025年8月，伊顿完成对ResilientPowerSystemsInc.的收购，借助其固态变压器技术，加速推动自身技术在数据中心、储能等市场的应用拓展。
台达则聚焦800VHVDC电源架构方案，其产品实现98%以上转换效率与50%以上体积缩减。2022年，台达展示400kW超快充技术，该技术采用三相13.8kVac中压SiCMOSFET拓扑结构，并获得美国能源部资助。2025年，台达在COMPUTEXTAIPEI展会上首度亮相HVDC电源方案，同年8月牵头发布业界首部《数据中心800V直流供电技术白皮书》。台达固态变压器采用第三代半导体碳化硅（SiC）器件，支持DC200~1000V输出的宽范围柔性调节，既能适配数据中心负载需求，又便于接入新能源及储能系统；其高频隔离与模块化冗余设计，也为系统可靠性提供坚实保障。以2.5MW系统为例，一套DC800V输出的相比传统交流供电系统，可节省1.4吨变压器用铜及三分之二传输线缆用铜量。
（二）国内厂商切入布局，各具优势
布局固态变压器需掌握电力电子技术、高频变压器技术、中压处理能力等关键技术，同时需具备数据中心项目经验与服务能力。结合自身特点，国内布局厂商主要分为三类：一是传统电力设备企业，凭借电网复杂工况经验积累，在中压侧技术具备优势，部分产品已应用于交直流混合微网等工程；二是AI服务器电源企业，熟悉数据中心工况需求，在弱电侧有技术积累且对接项目经验丰富；三是光储充企业，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。
1）传统电力设备企业
中国西电、特变电工为国内变压器龙头，积淀多年高压技术经验，且对柔性直流技术理解深厚，其中中国西电固态变压器已实现数据中心项目供货。2023年9月，中国西电下属西安电力电子为“东数西算”数据中心贵安项目一期提供3台2.4MW固态变压器，完成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并稳定运行；据公司公众号信息，目前800VDC架构固态变压器已完成研制，即将进入量产阶段。
特变电工自主研发世界首台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。公司表示，固态变压器现阶段主要应用于新能源智能微网领域及解决配电网电压扰动问题，应用场景相对有限，但已开展相关产品研发，未来随着应用场景增加可快速推进市场化。目前特变电工已为多个重点数据中心项目提供产品及解决方案，近年数据中心订单增长迅速，后续将持续加大市场开拓与研发投入。
四方股份出身传统继电保护领域，电力电子技术经验丰厚，其固态变压器已应用于直流微网示范工程等多个项目，可适配下一代数据中心800V直流供电架构。该公司固态变压器提供交流10kV-35kV、直流20kV-60kV接入及240V-800V直流输出系列产品，技术方案涵盖DAB拓扑、LLC软开关拓扑、中频隔离单向拓扑，今年研发实现整机效率提升至98.5%、DC/DC效率超99%，在效率、可靠性、集成度方面处于行业领先水平，支持多端直流接入以适应直流组网需求。
金盘科技深耕变压器研发制造，在北美市场耕耘多年，目前已研发出固态变压器样机。公司数据中心现有主力产品为变压器、电源模块等，近年销售收入增长迅猛，2022-2024年年均复合增长率达79.22%，2025年上半年数据中心销售收入超5亿元，同比大幅增长460.51%，彰显其供配电解决方案能力。公司前瞻性布局新型供电架构研发，重点投入多电压等级（400V及±400V）HVDC系统及关键模块研发，并设专职团队推进开发，目前10kV/2.4MW固态变压器样机已完成，适用于HVDC800V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技术积累，正开展固态变压器研发。伊戈尔变压器产品线丰富，除传统工频变压器外，还包括光伏逆变器用高频电感、数据中心用移相变压器等；据2025年半年度报告，截至2025年二季度，公司数据中心变压器产能逐步释放，产品品类从移相变压器拓展至干式、油浸式变压器，销售区域从国内延伸至日本、美国市场。新特电气作为国内领先变频电源系统提供商，变压器系列产品涵盖变频用、电力用、小型、船用等类型，其中多绕组干式变频变压器（移相变压器）可应用于数据中心领域，2025年半年报显示公司正重点开发固态变压器产品。
2）光储充企业
阳光电源成立AIDC事业部，加大数据中心应用拓展力度。2022年，阳光电源成功研制全球首台35kV中压直挂光伏逆变器，相比传统方案变换级数少、性价比更高，适配大型光伏发电系统，同时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提及，在电源端和电力电子转换技术上有大量技术沉淀与待应用创新成果，与AIDC电源具备良好技术协同，目前已成立AIDC事业部专职推进相关业务。
为光能源专注电能路由器领域研究，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与权威教授联合创立。公司聚焦电能路由器（EER）、固态变压器、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）等核心产品研发制造，打造源网侧储能、工商业储能、电动汽车超充、数据中心供电、柔性互联、交直流微电网等解决方案。据公司官网介绍，产品最大效率达98.5%，目前已累计交付92台电能路由器，应用于数据中心园区、充电场站、直流楼宇、新型配网等多场景。
2、方案已有数据中心应用案例
方案已在数据中心标杆项目中落地应用。2023年，西电电力电子2.4MW-10kVAC/240DC-完成“东数西算”数据中心贵安项目一期3台（单台2.4MW）供货，可实现成本压缩65%以上。作为提高供电效率与推动数据中心100%新能源接入的优质解决方案，方案未来有望在数据中心领域获得大规模应用。
三、技术优势与限制因素
随着AI智算中心对供电效率、空间利用及建设周期等方面要求的不断提高，传统数据中心供电架构正经历着深刻的迭代升级。目前，HVDC、巴拿马电源方案渗透率逐步提升，而（固态变压器）方案凭借其显著的技术优势，长期看有望成为数据中心直流供电的最佳选择，但同时也面临着技术与成本层面的限制因素。
1、技术优势：方案效率高、占地面积小、建设周期短
当前，传统数据中心供电架构正向HVDC、巴拿马电源方案迭代升级，渗透率有望迎来提升。传统UPS模式应用成熟，当前仍是主流技术路线，但存在变换次数多、全链路供电效率低、设备占地面积大等问题，难以满足AI智算中心的高要求。相较于UPS架构，HVDC模式取消逆变环节，直接输出直流电，提升了用电效率；巴拿马电源方案在此基础上进一步迭代，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。国内头部云计算厂商如阿里、腾讯在HVDC、巴拿马电源技术方案布局领先，渗透率逐步提升。而方案在保留巴拿马电源优势的基础上，采用电力电子技术和高频变压器替代传统工频变压器，大幅提升了空间利用率和供电效率，具体优势如下：
效率大幅提升，电费节省可观
与传统UPS供电链路相比，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。以10MW数据中心为例，若负载率为90%，通过测算，每年可节省约236.52万度电，在长期运营中能为数据中心带来显著的电费成本节约。
高度集成，空间节省明显
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。在相同容量下，方案占地面积仅为传统方案的1/3-1/2，更能适配高密度、空间紧张的数据中心机房环境，提高机房空间的利用率。
模块化设计，预制安装，节省工程周期
传统供电方案涉及设备众多，现场安装通常需要较长周期。而方案灵活性高，以模块化高频变压器替代了传统大容量干变，降低了部署难度。产品在出厂前已完成预制预调，在现场可实现“即插即用”，建设周期能够控制在90天以内，同时还降低了后期的维护难度。
多元融合，适配绿电接入
方案支持光伏、储能等直流供电，有助于提升绿电消纳能力，满足数据中心源网荷储一体化融合的发展要求。此外，由于基于高性能控制平台的电能质量综合治理技术，可实现无功补偿、谐波治理、潮流双向等多功能集成，能够配合储能系统实现调峰调频等辅助服务，增强数据中心供电的灵活性与可持续性。
尽管受限于功率半导体造价，当前初始投资成本较高，但考虑到效益的大幅改善，在全生命周期成本中具备优势。根据伊顿《中压能源路由器白皮书》测算，不同技术路线的2N冗余供电配置中，中压能源路由器（相关技术）因精简中间环节且设计更紧凑，减少了设备和线缆使用量，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，且考虑电费节省，7年左右可补回成本差异。未来，随着功率半导体器件技术工艺逐步成熟，成本有望进一步下降。
2、限制因素：技术难＆成本高
系统的可靠性有待验证
的结构包含整流、高频逆变、隔离变压等多个电力电子模组，电路复杂，其中高频变压器的设计与制造难度较大，导致系统的可靠性尚未经过长期大规模应用的充分验证，这在一定程度上影响了其市场推广。
与电网的兼容性需论证
需要并入当地电网，在并网过程中，需要充分论证产品对电网的冲击、电网的承受能力，以及产品自身的稳定性和可靠性，确保并网后不会对电网的正常运行造成不利影响，这增加了应用的前期准备工作。
无行业标准影响各方协同与认证
目前，领域缺乏完善的标准体系，包括设计规范、接口标准和测试方法等。这导致不同厂商的产品难以实现协同工作，产品也无法进行统一规范的认证，阻碍了行业的规模化发展和产品质量的保障。
短期成本影响批量应用
使用大量电力电子器件，相较于传统变压器所采用的硅钢片、铜线等材料，成本高出很多。同时，研发与制造的复杂性也进一步推高了其成本，短期较高的成本成为限制其批量应用的重要因素。
四、产业链分析
1、产业链概况
产业链主要分为上游材料与零部件制造、中游系统集成以及下游产品应用三个核心环节，各环节分工明确且紧密联动，共同推动产业发展。
1.1上游材料与零部件制造
上游是产业发展的基础支撑，主要包括核心零部件供应商及相关原材料供应商。核心零部件涵盖功率半导体电力电子器件、断路器、高频变压器、结构件与散热系统、控制系统和机柜等。其中，功率半导体方面，以SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）为代表的第三代宽禁带半导体器件，是提升性能的关键；铁芯材料则以铁氧体、非晶合金等为主，保障高频变压器的转换效率；此外，机柜等结构件供应商也为提供必要的硬件载体，这些上游环节共同为的性能优化和稳定运行提供核心部件支持。
1.2中游系统集成
中游是产品的核心制造环节，承接上游输入的零部件，负责生产、集成并制造完整的产品。当前市场主要由海外龙头企业主导，如维谛、伊顿、台达、ABB、西门子、通用电气等，这些企业凭借技术积累和品牌优势占据主导地位。同时，以新特电气、金盘科技为代表的中国企业正积极突围，通过差异化创新和技术合作等方式，逐步在市场中崭露头角，推动国内产业的发展。
1.3下游产品应用
的应用场景广泛，涵盖数据中心、智能电网、电动汽车充电基础设施、铁路牵引等多个领域。在数据中心领域，AI需求扩张带动算力需求提升，凭借高效供电能力成为重要支撑；智能电网领域，可优化电能质量和电网稳定性，助力电网智能化升级。海外市场中，英伟达、谷歌等超大规模云数据中心是应用规划的主要推手；国内也涌现出多个应用范例，如2023年西电电力电子“东数西算”数据中心贵安项目及世纪互联伊顿合作项目。
2、固态变压器成本拆解
根据学术研究，当前整机成本按构成可拆解为以下几个部分，各部分成本占比及特点如下：
电力电子器件（40%）：作为成本占比最高的部分，的电力电子器件基于碳化硅IGBT或MOS管等开关元件构成，需实现整流和逆变以产生高频交流。采用SiC、GaN等第三代宽禁带半导体材料虽能降低开关与导通损耗、优化系统性能，但材料本身价格较高，且高电压系统对器件的高耐压要求进一步增加了该环节的成本。
高频变压器（15%）：高频变压器通过电力电子电路实现电压变换，具有高灵活性的特点。其采用铁氧体、非晶合金等铁芯材料以提高电压转换效率，但材料成本较高且制造工艺要求严格，共同构成了该环节的成本主体。
结构件和散热系统（15%）：主要包括散热器、风扇、柜体、液冷系统等，是保障稳定运行的重要组成部分，其成本占比与高频变压器相当。
控制系统（15%）：涵盖控制电路、面板等，负责的整体运行控制，是实现智能化功能的关键环节，成本占比为15%。
其它（10%）：主要包括辅助电源等配套部件，成本占比相对较低，为10%。
3、市场方兴未艾，下游应用布局逐渐明朗
3.1产业发展现状：尚未大规模产业化
产业目前处于方兴未艾的发展阶段，尚未实现大规模产业化。主要原因包括两方面：一是上游环节的制约，宽禁带半导体器件和高频磁性材料价格高企且产能受限，增加了的生产成本；二是技术层面的挑战，在高频拓扑和控制系统设计等方面仍存在较高技术壁垒，限制了产业的快速规模化发展。尽管如此，国内外企业均已在该领域展开积极探索，由于产业化程度有限，目前尚难以通过市场份额明确竞争格局，整体呈现“差异化突围”的发展趋势。
3.2下游应用：布局明朗，市场空间广阔
下游应用市场的布局逐渐清晰，为产业带来了广阔的发展空间。在数据中心领域，英伟达已明确将列为下一代数据中心供电核心方案，META、谷歌、微软等大型互联网公司也联合供应商开发自建数据中心的DC800V供电方案；此外，伊顿与世纪互联合作开发能源路由器，台达推出液冷+集成方案，西电电子已完成向国家“东数西算”数据中心的交付，这些合作与应用案例进一步推动了在下游市场的落地与拓展。
4、市场竞争格局分析
4.1全球竞争格局：巨头主导，梯队分化
全球市场呈现出巨头主导、梯队分化的竞争格局，不同梯队企业凭借各自优势占据不同市场地位：
第一梯队：国际三大巨头
由ABB、西门子、通用电气（GE）三大国际巨头组成，合计占据全球市场份额约60%。这些企业凭借在电力设备领域的深厚技术积累和丰富经验，提供从中压输配到终端用电的全栈解决方案：
ABB：其产品在智能电网和工业领域具有显著优势，最新一代产品效率达99%，支持预测性维护和远程监控功能。
西门子：聚焦数据中心和轨道交通应用，与台达合作开发的400VHVDC方案被微软、谷歌、Meta联合项目“MountDiablo”选为标准架构。
GE：在替代发电和牵引机车领域表现突出，其20MVA级已应用于多个燃气轮机发电项目。
第二梯队：区域龙头企业
以台达、施耐德电气、东芝三菱为代表的区域龙头，在特定应用领域具备独特优势。例如，台达在2025年APEC大会上发布的数据中心方案，采用全SiC设计，功率密度达4W/cm³，达到业界最高水平。
4.2中国企业突围路径：多点突破，快速追赶
中国产业呈现多点突破、快速追赶的态势，已形成三类主要参与主体，各主体根据自身定位展开差异化发展：
技术领先型企业
新特电气：是其重点开发产品，与维谛合作研发数据中心用，预计2025年下半年配套巴拿马电源2.0放量，应用于光伏的已实现发货。
四方股份：在数据中心供电领域拥有系列化解决方案，技术成熟度处于国内领先水平。
研发突破型企业
金盘科技：已开展等前沿技术研发，重点聚焦非晶合金铁芯和散热技术创新，力求在核心技术环节实现突破。
阳光电源：基于光储充应用开发多端口能量路由器，实现光伏、储能、充电的智能协同，拓展的应用场景。
技术储备型企业
伊戈尔、泰永长征、科陆电子等企业已开展技术储备和预研工作。其中，科润智控“基于互联网技术的高可靠低成本固态变压器”项目已结题，正积极推进产业化进程，为后续市场竞争奠定基础。
五、市场应用
1、数据中心领域应用需求与技术趋势
1.1数据中心容量增长与配电挑战
当前数据中心单柜容量呈现显著增大趋势，已从传统的10千瓦逐步提升至百千瓦级别，部分高端场景甚至向兆瓦级迈进。这一容量升级对传统配电架构构成了严峻挑战：一方面，容量增加使得配电环节需要设计大量铜排，大规模数据中心更是需通过海量铜牌连接供电电源与机柜，而随着近年来铜价的持续上升，铜排连接的成本显著增加；另一方面，容量增长倒逼低压配电电压等级提升，进而对中压到低压的转换链路产生了新的需求，如何高效、经济地实现这一电压转换成为行业关注的核心问题。值得注意的是，提升电压等级能够有效节省成本，在部分场景下，节省的成本甚至超过中压配电到低压配电的整体成本，这为电压等级升级提供了强劲的经济驱动力。
1.2技术路线与应用规划
针对电压等级提升需求，英伟达800V架构提出了两种新型电力设备实现方式：巴拿马电源（传统变压器+直流模块）和（固态变压器）方案。从技术演进来看，巴拿马电源更偏向于过渡性产品，能够支撑当前阶段的电压提升需求，而最终的目标方案预计将走向800V甚至1500V架构。根据英伟达的规划，其计划在2027年于ICT领域小批量应用800V架构，若未来服务器功率持续提升，后续可能进一步升级至1500V，这一规划为在数据中心的应用明确了时间节点和技术方向。
1.3厂商产品进展与行业共识
在厂商实践层面，台达、伊顿等行业领先企业推出的产品已展现出显著优势，相比传统方案，其效率更高、密度更大，能够更好地适配数据中心高容量、高可靠性的配电需求。结合英伟达的架构定义以及主流厂商的技术路线，产业界对于在数据中心的应用已达成高度一致，技术路线逐渐清晰，为后续规模化推广奠定了坚实的产业基础。
2、非数据中心领域应用场景
2.1电动汽车充电领域应用
在电动汽车充电领域，六部委发布的充电规划不仅释放出较大的市场空间，同时对供应链价格也提出了明确信号，其中包括对充电设备更大容量和更高电压等级的要求。在此背景下，凭借其更灵活的端口配置和更高的供电效率等特性，迎来了较多应用机会，行业内已有厂家在该方向实现了初步应用。然而，国内电动车行业竞争激烈，成本因素可能成为大规模推广的主要制约因素，如何在保证性能的前提下降低成本，是在该领域突破的关键。
2.2绿电直供场景应用
绿电直供是另一个潜在的重要应用场景。国内已有相关项目通过电力电子变压器融合光伏等可再生能源电能后连接电网，并通过SATP（固态变压器相关技术）将低压直流转换为高压直流，经传输后实现负载端的绿电直供，宁夏地区已开展了较多此类示范项目。不过，由于国内电价相对便宜，目前该场景仍以示范应用为主。而在海外市场（尤其是欧美地区），电网审批极为严格，申请10千伏以上电压容量的审批周期通常超过5年。在此情况下，通过自建电力架构实现负载端供电，能够有效缩短项目审批周期，推动项目快速实施，因此海外市场对该场景的需求较为明确。
3、应用测试与规模化节点
3.1应用测试关键关注点
客户在测试及应用决策过程中，主要面临三方面核心阻碍：一是数据中心领域尚无相关国家标准，这直接影响了客户的决策依据，增加了决策难度；二是应用端缺乏足够的可靠性论证和实际运行数据，客户对其长期稳定运行的信心不足；三是属于中压类产品，而传统数据中心模块通常需要热插拔功能来保障可靠性，但中压侧模块需串联连接，导致运维端产生了10千伏热插拔的需求，目前10千伏热插拔技术难度较大，成为制约客户决策的关键阻碍因素。
3.2规模化应用时间节点
规模化应用的规划与路径已逐渐清晰：数据中心800V架构的规模化应用预计在2027年实现，这主要是因为需要充分验证器件的可靠性和后期负载情况，若验证不通过或存在风险，可能会导致时间延迟，但整体技术路线已较为明确。当前阶段的重点是推进在更多市场工程中的试点应用，通过完成试点并获取可靠性验证数据，为后期的批量化应用提供支撑。目前，电信、移动、联通等运营商已开始推进相关试点项目，积累的运行数据将对未来的市场推广产生积极影响。
对于其他领域，规模化应用则主要受成本制约，相关企业正积极采取措施降低各环节成本，其中高频变压器是制约成本的关键部件。一旦成本得到有效降低，有望充分发挥“以硅代铜”的优势，其在非数据中心领域的规模化应用启动速度可能会更快。
六、固态变压器相关公司
四方股份（601126）：作为国内二次设备领域龙头，公司在国网特高压-二次设备品类及输变电设备-继电保护品类市占率均位居前五。其固态变压器产品技术成熟，具有高效率、高可靠性、高集成化、多端直流接入等优势，可全面适配下一代数据中心800V直流供电架构需求，拓扑结构经过多次迭代优化后整机效率已提升至98.5%，且已有多个重点项目交付业绩，2025年上半年实现了产品的规模化交付，同时主导制定了HVDC800V行业标准。2025年上半年公司实现营收40.20亿元，同比增长15.62%；归母净利润4.76亿元，同比增长12.41%，机构预测全年净利润8.42亿元，同比增长17.66%。
中国西电（601179）：为中国电器百强企业之首，是国内最具规模、成套能力最强的输变电设备生产基地。其子公司西安西电拥有固态变压器研发能力及相关产品，向“东数西算”数据中心提供的2.4MW固态变压器已于2023年9月顺利投运，是国内唯一落地2.4MW级的企业，效率达97.5%以上。公司境外营收占比近20%，有望切入海外算力产业链。2025H1实现营收113.01亿元，同比增长9.23%，实现归母净利润5.98亿元，同比增长30.08%，机构预测全年净利润15.33亿元，同比增长45.47%。
600***：公司在非晶纳米晶材料领域具有优势，该材料适配高频变压器的需求，目前正推动核心材料的国产化进程，为固态变压器产业链上游核心材料供应提供支持。作为电力设备领域的知名企业，其在变压器相关技术积累深厚，为领域的发展奠定了良好基础。
688***：是全球干式变压器行业优势企业之一，储能与数字化智能制造结合先行者。公司10kV/2.4MW固态变压器样机已完成，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，同时还是英伟达的供应商，且自研技术已应用于亚马逊、微软等北美数据中心项目。2025H1实现营业收入31.54亿元，同比增长8.16%；实现归母净利润2.65亿元，同比增长19.10%，机构预测全年净利润7.66亿元，同比增长33.33%。
301***：作为特种变压器龙头，国产变频用变压器市占率第一，研制了首台国产变频用变压器。公司目前在布局固态变压器()配套用变压器的研发与创新，处于技术开发阶段，已完成直流侧中频隔离变压器产品的开发，与维谛技术（Vertiv）联合研发2MW级数据中心固态变压器，样机计划2025年下半年推出，2027年小批量交付，同时为维谛的150亿元液冷HVDC大单锁定40%份额（约60亿元）。2025H1实现收入1.93亿元，同比增长16.10%；归母净利润0.05亿元，同比增长49775.01%，机构预测全年净利润0.50亿元，同比增长204%。
300***：全球光伏逆变器和全球储能系统龙头，2023年位居全球电池储能系统集成商市场排名第二，市场份额达到11%。公司在固态变压器相关技术的新能源应用研究方面有深入进展，如基于光储充应用的多端口能量路由器，技术已进入样机实测阶段。同时，公司看到英伟达发布的白皮书提到配大储的方案，计划结合自身在高压和绿电方面的优势，提供绿电到高压直流到机柜到板上的整个电源架构解决方案，争取在2026年实现产品落地和小规模交付。2025年实现营业收入435.3亿元，同比增长40%，归母净利润77.3亿元，同比增长56%，机构预测全年净利润137.48亿元，同比增长24.57%。
002***：是国内最早推动数据中心HVDC供电方案应用的企业之一，牵头制定了多项国家和行业标准，2019年曾联合阿里巴巴、台达发布巴拿马电源。公司密切关注固态变压器等技术发展趋势，适时推进产业链延伸、产品线拓展等工作，且与SuperX实现合作，巴拿马电源产品在市场中具有竞争力。2025年H1公司实现营业收入8.91亿元，同比增加14.27%；实现归母净利润0.47亿元，同比减少30.19%，机构预测全年净利润1.94亿元，同比增长76.9%。
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作者：于晓明 执业证书编号:A0680622030012
