近年来，以生成式AI和大模型为代表的新技术推动全球算力需求爆发式增长。我国数字基础设施建设成效显著，截至2025年6月，全国5G基站达455万个，千兆宽带用户达2.26亿户，算力总规模位居全球第二。
全球云服务巨头持续加大资本支出，微软、谷歌、亚马逊、Meta在2021–2024年间年均CAPEX复合增长率超20%；2025年一季度，Meta与亚马逊资本开支同比分别增长102.2%和74.1%。国内互联网企业投资也快速回升，腾讯2024年资本开支达960亿元，同比增长102.6%，我国算力基础设施迎来新一轮发展机遇。
政策层面，“东数西算”工程明确引导算力向西部能源富集区转移，已启动8个国家级算力枢纽和10个国家数据中心集群建设。截至2024年底，全国在用算力中心标准机架数超880万架，数据中心规模持续扩大。政府发布《国家绿色数据中心评价指标体系》，从PUE、可再生能源利用率、服务器能效等多个维度推动绿色转型。
专家指出，数据中心绿色化不仅提升能源效率和可再生能源消纳能力，还可降低长期运营成本波动，增强其作为数字经济基础设施的公共属性。整体来看，算力基础设施正朝着集约化、绿色化方向加速演进。
一、上游产业链：核心硬件支撑算力升级
算力产业链上游涵盖处理器芯片、服务器系统、电源模块、冷却设备及光通信组件等关键环节。
芯片：国产替代提速，市场快速增长
CPU仍是通用算力基础，GPU、FPGA、ASIC等加速芯片则主导AI算力。NVIDIA在全球GPU市场占据主导地位，广泛应用于AI训练与推理。受外部制约影响，国内企业加快自主研发步伐，寒武纪、华为昇腾、兆易创新、景嘉微等相继推出新一代AI加速卡和云端芯片，国产化率稳步提升。
据券商研究预测，2023年全球AI芯片市场规模约536亿美元，2024年增至710亿美元，增速超30%；预计2025年将达920亿美元。
图：2020-2025年中国AI芯片市场规模预测（亿元）
服务器与电源：高功率密度驱动技术革新
浪潮信息、中科曙光、工业富联等厂商正加速推出适配AI训练的大机柜和液冷服务器。AI服务器机柜功率普遍达12–24kW，远高于传统IDC的2–10kW水平，带动电源与散热系统全面升级。
OCP标准下5.5kW以上高密度电源已量产，未来随着新一代GPU架构推出，8–12kW甚至更高功率电源将成为主流。机构测算，到2030年全球AI服务器电源市场规模有望达1470亿元人民币，2024–2030年复合增长率约42%。
为应对瞬时功率波动，超级电容和BBU（机柜备份电源）逐渐成为标配，提升供电稳定性。
供电架构：向高压直流与第三代半导体演进
传统市电+UPS方案效率接近极限，行业正转向直流配电、高压直流（HVDC）和固态变压器（SST）。目前我国多采用240V/336V低压直流系统，而欧美正推进800V高压直流架构。
第三代半导体材料如氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）已进入服务器电源领域，Navitas、罗姆、英飞凌等企业正与NVIDIA合作开发适用于800V HVDC的新型器件。
“柜外电源”（独立部署的高压配电系统）市场预计2030年规模达996亿元人民币，2024–2030年复合增长率近50%，高电压、高密度供电架构成主流趋势。
冷却技术：液冷成主流方向
算力密度上升对散热提出更高要求，液冷因换热效率远高于风冷备受关注。当前最新AI加速卡普遍支持直接液冷，浸没式、微通道液冷方案正被广泛推广。
液冷服务器概念股指数自2025年8月以来累计上涨逾15%，反映市场对其前景看好。
光通信组件：中国厂商全球竞争力凸显
为满足高带宽互联需求，光模块成为关键部件。LightCounting预测，2024–2029年全球光模块市场年复合增长率约22%，2029年规模有望突破370亿美元。中际旭创、新易盛等7家中国企业跻身全球Top10，市场份额持续扩大。
综上，上游产业链涵盖高性能芯片、服务器整机、电源、冷却系统及光通信元器件等核心环节，未来几年将在技术投入与市场规模方面实现双增长。
二、中游产业链：建设与运营协同发展
中游主要包括数据中心建设、运维以及配套运营商和能耗管理。
数据中心建设加速扩张
研究机构预测，2025年全球数据中心总装机容量将突破100GW，2024–2030年年均增速达15%–21%。我国除传统IDC外，AI算力中心（AIDC）快速发展，多数达到大型（10MW以上）或超大型（100MW以上）规模。中商产业研究院数据显示，2019年国内超大型+大型AIDC占比近六成，预计将持续提升。
图：全球数据中心装机量进入加速阶段
多方主体参与建设布局
数据中心建设由云服务商（CSP）、电信运营商和专业IDC企业协同推进。中国移动、中国电信、中国联通将云计算与IDC列为核心业务；阿里云、腾讯云、华为云通过自建或租赁方式扩大算力部署。
建设内容涵盖土建、UPS、发电机组、配电设备及制冷系统等全套设施。在“双碳”目标下，新建数据中心需满足严格的PUE和可再生能源使用率要求，风光直供、储能配套等技术广泛应用，助力数据中心成为可再生能源消纳节点。
运营模式向综合服务转型
算力中心运营包括IDC托管、云计算服务（IaaS/PaaS）及区域算力网络服务。客户需求多元化推动运营商从资源出租向“算力+场景解决方案”转型，部分企业提供液冷运维、算力调度、数据安全等增值服务，构建算力生态体系。
图：按类型划分数据中心建设开支
供配电与跨区域调度升级
面对AI中心高并发运算需求，更多项目采用“中心电站+储能”模式平抑负载峰谷。高压配电、智能配电柜、直流PDU等产品随AIDC规模化应用迎来需求高峰。
由于新建数据中心多选址于西部风光资源丰富地区，跨区域算力调度与电力输送成为挑战，已有项目探索“源网荷储一体化”模式，实现算力与新能源深度融合。
图：中国人工智能服务器工作负载预测，2022-2027
三、下游产业链：应用场景广泛拓展
算力最终体现于多元化的应用和服务场景，涵盖互联网服务、大数据平台、金融科技、智能制造、智慧城市、自动驾驶、智能终端等领域。
几乎所有需要高速计算的行业都在加速AI化转型，大模型在金融、医疗、教育、制造等行业深度落地。目前已有数百款国产大模型通过备案，应用于智慧政务、智能客服、工业质检、医疗诊断等场景。
“大模型+行业”成为企业级应用主流趋势，金融大模型、医药大模型、教育大模型等专业化模型逐步普及，助力生产力提升。
云服务为主要分发形式
阿里云、腾讯云、华为云等提供弹性计算、存储与网络资源，使企业无需自建数据中心即可获取算力。金融、电信、能源等行业客户越来越多采用公有云或混合云模式，实现IT资源灵活调度。
图：国内云厂商2020-2027资本开支及预期（单位：百万元）
算力产品化趋势显现
面向AI训练的一体化服务器、AI推理加速卡、高性能存储设备等正在形成独立商业机会，算力本身正成为可交易、可集成的产品形态。
四、发展趋势展望
产业融合与场景驱动
算力与大数据、5G/6G、AI算法深度融合，算力网络与互联网、物联网耦合加深，推动智能制造、车联网、智慧城市等场景效能提升。在云-边-端协同体系下，边缘计算补足低时延需求，算力中心与边缘节点协同运行将成为常态。
未来服务模式将向“平台+解决方案”演进，产业链协同与生态构建能力愈发重要。
绿色低碳与节能优化
数据中心能耗问题突出，绿色算力成核心发展方向。“双碳”政策推动完善绿色标准，风光直连、储能平滑、余热利用等技术加速落地。液冷散热、温控优化、高效电源等技术创新持续推进，可再生能源使用比例不断提高。
未来有望实现“算能一体化”，动态匹配算力需求与能源供应，提升综合能效。
异构计算与架构创新
为提升算力效率，GPU、FPGA、ASIC等异构计算单元将更广泛协同部署。超大规模算力集群采用高密度服务器架构，Infiniband、CPO光互联等高速互联技术快速演进。操作系统、虚拟化软件与集群调度算法同步升级，充分释放硬件性能。
国产化与自主可控
安全可控已成为国家战略重点。政府与企业加快打造本土算力生态，推广自主AI芯片、服务器与网络设备。2024年中国AI芯片本土出货量占全球约20%，差距逐步缩小。政策支持与资金投入下，晶圆制造、封测、设备材料等配套环节有望取得突破，整体产业链竞争力持续增强。
算力全球化与开放发展
依托“一带一路”等战略，中国算力企业加速出海，积极布局东南亚、中东、印度等新兴市场。同时，全球数据主权法规趋严，跨境算力协同面临合规挑战。
未来算力服务商需兼顾海外拓展与合规运营，在海外市场实现灵活布局，强化数据安全与制度适应能力。
五、重点公司图谱
以下为算力产业链各环节代表性企业概览：
上游（芯片与硬件）
- AI芯片：寒武纪、兆易创新
- 通用芯片：海光信息、龙芯中科
- 服务器整机：浪潮信息、中科曙光、工业富联
- 网络设备：紫光股份、共进股份
- 存储器件：兆易创新
- 电源模块：科华数据、科士达、阳光电源
- 超级电容/BBU：江海股份、雄韬股份
- 冷却设备：金博股份
- 光模块/CPO：中际旭创、新易盛、华正新材
中游（数据中心建设与运营）
- IDC运营：光环新网、数据港、首都在线
- 云服务商：中国移动、中国电信、金山云、浪潮信息
- 机房建设：中电兴发、科环股份
- 供配电设备：良信股份、宏发股份、中熔电气
- 新能源配套：协鑫集成、特锐德
下游（应用与增值服务）
- 大模型与AI应用：科大讯飞、寒武纪
- 行业软件与服务：用友网络、东软集团
- 工业互联网：东方国信、神州泰岳
- 智能制造与自动化：和利时、埃斯顿
- 物联网与终端：移远通信、卫士通
上述企业反映了算力产业链各环节的主要参与者。随着产业发展，领军企业在技术与市场的竞争格局将进一步巩固，其在资本市场的表现亦成为观察算力概念热度的重要窗口。