1. 为什么要投资 AIDC 的配套设备环节？
数据中心是集中存放计算、存储和网络设备的专用设施，IT 设备通常布置在装满服务器、网络交换机和存储设备的机架中。这些设备运行需大量电力并产生大量热量。数据中心的核心任务是以高效、安全的方式为 IT 设备供电，并在设备生命周期内尽可能降低总拥有成本。在托管业务中，运营商通常按“IT 设备功耗（kW/月）”定价，因此可根据功率容量将数据中心分为三类：零售型（<10MW）、批发型（10–30MW）、超大型数据中心（单栋40–100MW，园区可达数百兆瓦），后者多为计算密集型 AIDC（人工智能数据中心）。
1.1. Gen AI 横空出世，算力竞赛全面打响
生成式人工智能（Gen AI）自2022年底以ChatGPT为代表兴起以来，显著推动全球云服务市场扩张。Synergy Research Group数据显示，2023年与2024年全球云基础设施服务市场规模分别达2700亿和3300亿美元，同比增长18%、22%，其中Gen AI贡献了近两年近半增量。
2024年，全球数据中心IT硬件及软件收入达2820亿美元，同比增长34%，其中公有云服务商与AIDC相关收入为1560亿美元，同比增长48%，占比55%。高性能GPU需求激增，带动英伟达、浪潮、超微等企业收入快速增长。
海外市场由亚马逊、微软、谷歌主导，2024年Q2市占率分别为32%、23%、12%，CR3达67%，合计运营超560个AIDC。美国、欧洲、亚太（不含中国）市场格局相似，第四至第六名由甲骨文、赛富时、IBM等竞争。中国市场则呈现本土化特征，主要由阿里、腾讯、华为及三大运营商主导，政策支持与国产技术发展推动行业独立演进。
从区域看，美国占据全球AIDC市场42%份额，领先优势明显，主因其大型科技企业总部集中且客户覆盖全球。中国占9%，北京为关键节点；欧洲占8%，其他亚太占3%。展望未来，随着DeepSeek等国产大模型崛起、市场需求扩大及政策扶持，中国企业将持续加码AIDC建设，增长弹性有望超越美国。
从结构看，2023年超大型数据中心（AIDC）在全球IT负载功耗中占比已达41%（自用22%、租赁19%），预计到2029年将提升至60%以上。尽管新建数量趋于平稳，但平均功耗上升将驱动总功耗持续增长。
算力竞赛下，数据中心能耗将达到历史新高。据Semianalysis预测，2028年全球数据中心用电量将达约1200TWh，占全球发电量2%以上，其中AIDC功耗将达80GW，五年复合增长率（CAGR）达57%。中国市场方面，预计2030年数据中心用电量达526TWh，AIDC功耗占比从2023年的20%提升至60%，对应功耗约63GW，CAGR为38%。国内外AIDC市场均处于高速增长通道。
1.2. 配电、备电、温控为配套设备的三大核心组成
数据中心由IT硬件与配套设备构成，后者主要用于保障稳定供电与适宜运行温度。根据DEAC，配套设备主要包括配电系统、备用电源和温控系统，前两者确保电力连续性，后者维持设备工作环境。
典型供电流程如下：输入10kV中压电经变压器降压至220–415V低压后进入数据大厅，一路经UPS供给IT设备，另一路供温控系统使用。UPS通过整流器将交流电转为直流电，为电池充电并驱动逆变器输出交流电，实现不间断供电。当电网故障时，自动转换开关（ATS）切换至柴油发电机组，而UPS填补启动间隙（通常支撑5–10分钟）。
服务器如英伟达DGX H100的工作温度需控制在5–30℃之间，超出范围将影响寿命。因此，温控系统对保护高价值IT设备至关重要。
传统数据中心Capex中，IT设备占62%，配套设备占29%（配电、备电、温控为主），土建占9%。随着高性能GPU占比提升，Thunder Said Energy预计AIDC整体资本开支将持续增长，带动配套设备发展空间扩大。
在配套设备中，温控系统、UPS、柴发机组价值量较高，占比分别为26.1%、13.9%、13.4%。据光环新网呼和浩特算力基地测算，单GW算力中心设备投资约143亿元，上述三类设备单位功耗资本开支合计约77亿元/GW。
1.3. 柴发备电与温控系统是α相对突出的细分赛道
全球互联网巨头正加速Capex投入。2024年，亚马逊、微软、谷歌资本开支分别为777亿、557亿、525亿美元，同比+62%、+75%、+62%，合计达1859亿美元。中国方面，2024年前三季度阿里、腾讯、百度资本开支分别为408亿、402亿、57亿元，同比+162%、+145%、-24%，合计867亿元。中美头部企业自2023年Q4起同步加大投入，全球AIDC算力竞赛已全面开启。
国内企业持续加码AIDC投资：字节跳动拟投资80亿元建设火山引擎长三角算力中心；阿里巴巴宣布三年内投入超3800亿元用于云与AI基础设施；字节还计划五年内在泰国投资约640亿元布局数据中心。
配套设备产业链复杂，不同环节供需与技术趋势各异。建议关注两类机会：一是具备“量价齐升+通胀属性”的柴发备电，在AIDC升级与供不应求背景下具备双重增长逻辑；二是技术路径明确、价值链重塑潜力大的温控系统，受益于液冷渗透率提升。在行业β向上的背景下，柴发备电与温控系统具备显著α弹性，是AIDC配套设备中的重点投资方向。
2. 如何把握 AIDC 配套设备环节的投资主线？
2.1. 柴发备电
2.1.1. 产业概述：高端细分市场，竞争格局集中
柴油发电机组以柴油发动机为核心，通过控制系统驱动发电机将机械能转化为电能。主要组成部分包括：柴油机（价值占比约65%）、发电机（约15%）、控制系统（约2%）。
AIDC兴起前，数据中心已是柴发主要应用场景之一，尤其在医院、金融、高端制造等对断电敏感领域。2019年中国柴发市场规模72.77亿元，其中数据中心占比39.6%（28.85亿元），平均售价达220万元/台，显著高于其他行业。
现代AIDC通常配备1.8MW以上的大功率柴发机组。因总能耗常达数十甚至数百MW，1.8–2MW级机组因成熟可靠成为主流选择。例如康明斯C2000D6E机组备用功率达1.75–2MW，适配性强。
产业链中，OEM厂商（如科泰电源、泰豪科技、苏美达）负责组装，核心部件外采；主机厂（如潍柴重机、玉柴国际、重庆机电）自产发动机并制造整机，外资品牌包括康明斯、卡特彼勒、MTU、科勒；零部件供应商涵盖利莱森马（发电机）、深海（控制器）、长源东谷（发动机零件）等。OEM与主机厂为核心参与者，因发动机占据主要价值。
高端柴发市场长期由外资龙头与国产OEM主导。2015–2019年工业用柴发需求稳定在90–100亿元，康明斯、卡特彼勒、MTU、科勒等进口品牌与科泰、泰豪等国产品牌形成稳定格局。AIDC爆发后，凭借技术积累与渠道优势，龙头企业仍具先发地位。
发电用柴油机近年来增长强劲。2024年中国销量达40.86万台，同比增长16.18%，近四年CAGR达21.39%。潍柴、玉柴市占率分别为22.9%、17.9%，CR2超40%；合资/外资企业合计占22.3%。整体市场已实现国产替代，高端AIDC应用将成为最后一环。
2.1.2. 核心看点：需求兼具刚性与弹性，国产品牌有望加速导入
高级数据中心普遍配置冗余柴发。中国《数据中心设计规范》将数据中心分为A级（容错型）、B级（冗余型）、C级（基本型），A/B级要求柴发配置大于基本需求（N+X或N+1）。国际Uptime Institute标准中，Tier III及以上等级也要求冗余配置，支持不停机维护。
AIDC多按高标准建设，柴发作为应急电源需覆盖全部负荷，其需求与数据中心耗电量呈线性关系，刚性特征明显。统计显示，A级数据中心柴发配置比例普遍在1.14–1.4之间，既满足冗余要求，也为未来扩容预留空间。随着可靠性要求提高，配置比例有望进一步上升。
高压柴发优势显著，单价有望提升。传统低压机组并联存在传输损耗大问题，而高压机组供电效率更高、距离更远、抗干扰能力强，适用于大型绿色数据中心。2MW高压机组均价较同类低压机型高出约10%，高压化趋势将进一步推升柴发价值量。
头部企业业绩印证行业高景气：
- 康明斯电力系统业务2024年Q4收入17.43亿美元，同比+21.97%；利润率18%，同比+5.3个百分点，为各板块最高；2025年收入指引+2–7%，利润率19–20%。
- 卡特彼勒发电业务自2022年Q2起增速持续高于10%，2024年在其他业务放缓背景下仍保持良好增长，大型柴发与燃气轮机受AIDC需求拉动明显。
- RR（MTU母公司）电力系统2024年下半年发电机组收入13.03亿英镑，同比+55.49%；2021–2024年收入从9.07亿增至20.93亿英镑，三年CAGR达32.15%；2024年末在手订单达48亿英镑，超全年收入12.39%，反映产能受限。
综合来看，AIDC需求旺盛导致短期产能瓶颈凸显，RR订单积压及多家企业扩产计划表明市场已转向卖方主导，柴发涨价趋势或将延续。
国产化进程有望提速：
- 产品参数上，潍柴重机、玉柴国际、重庆磐古等国产厂商功率段已满足AIDC需求，配合OEM渠道可加速导入。
- 部件供应上，中国产业链成熟，虽部分高端件（如高压共轨、电控模块）仍依赖博世、康明斯等，但高景气将推动国产突破。
- 认证进展上，中国移动2025–2026年水冷柴发集采中，2MW高低压机组标包均由国产厂商中标，潍柴重机获143台订单，均价182–188万元/台，标志国产主机正获得大客户认可。
2.1.3. 弹性测算：“投资+涨价+国产化”三轮驱动，柴发备电有望量级跃升
基于以下假设进行测算：
- 算力规模：2021–2030年从140EFLOPS增至1701EFLOPS；PUE由1.55降至1.2；平均算效由0.009提升至0.019 TFLOPS/W。
- 柴发配置比例：由2022年1.1提升至2030年1.25。
- 单价：由2022年180万元/台涨至2030年250万元/台，2024–2026年涨幅较高。
- 国产化率：由2021年22%提升至2030年50%。
测算结果显示：2025–2027年柴发需求量分别为4713、5989、6419台，同比+62%、27%、7%；市场容量达99亿、141亿、154亿元，同比+80%、42%、9%；国产主机对应市场规模为25亿、42亿、55亿元，同比+87%、71%、29%。预计2026年国内柴发市场突破百亿，2030年国产主机市场规模有望达125亿元，五年CAGR达38%。
2.2. 温控系统
2.2.1. 产业概述：高密化发展浪潮下，液冷系统应运而生
温控系统分风冷与液冷两类：
- 风冷：包括直接风冷（CRAC/RX空调）和间接风冷（CRAH+冷水机组+冷却塔），适用于中小或大型传统数据中心。
- 液冷：通过液体直接接触芯片散热，分为冷板式（非接触）和浸没式（直接浸泡）。相较风冷，“冷却水→冷却液→芯片”路径大幅提升散热效率与能力。
液冷系统由一次侧（外部冷源）与二次侧（内部散热）回路构成，以CDU为界。二次侧包括冷板/浸没腔、Manifold（歧管）、CDU，负责导出IT热量；一次侧含冷却塔、冷水机组等，负责对外散热。
产业链中，第三方解决方案商（如英维克、维谛技术）为核心，因其涉及系统设计、客户绑定深、具备自研能力。液冷服务器厂商（如浪潮信息、戴尔）及零部件供应商（冰轮环境、巨化股份、华峰铝业等）亦参与其中。
2023年中国液冷数据中心市场规模86.3亿元，同比增长26.2%；2024年预计达150.5亿元，同比+74.4%。冷板式因成本低、易部署，2024年上半年占比超55%。运营商招标中，英维克、申菱环境、佳力图、依米康、海信、海尔等国产品牌为主，仅维谛技术为外资入围，显示国内市场供应链成熟。
2.2.2. 核心看点：技术迭代方向明确，价值链或迎来重塑
液冷成为AIDC“必选项”四大驱动因素：
- 功率密度提升：AIDC单机柜功率已从5–15kW升至数十kW，未来或达200kW。风冷上限约25kW/柜，冷板式液冷可支持25–80kW，结合风冷辅助形成混合方案。长期看，液冷将向“冷板→浸没”、“单相→相变”升级。
- PUE提效与OPEX降本：液冷系统平均PUE可达1.2以下（浸没式）或1.3以下（冷板式），远优于风冷（1.6）。由于电费占运营成本60–70%，更低PUE直接降低OPEX。
- CAPEX优化潜力：虽然液冷系统本身造价高，但在高密度场景下可通过节省楼宇空间与其他配套设备降低成本。施耐德数据显示，当机柜密度从10kW提升至40kW，液冷整体CAPEX反低于风冷。
- 政策导向明确：2023年三大运营商联合发布《电信运营商液冷技术白皮书》，提出2023年技术验证、2024年规模测试、2025年起规模应用，目标打造统一标准、生态完善、成本最优的液冷体系。
液冷系统对一次侧依赖下降原因：
- 液体导热效率为空气的24倍，传热温差小，允许更高供水温度（可达40℃）。
- 省去“水→空气→设备”多次换热损失，减少对冷水机组依赖。
- 更多采用自然冷却（冷却塔、干冷器），机械制冷仅作补充，显著降低能耗。
相较风冷，液冷系统二次侧（冷板、Manifold、CDU）价值占比提升。Research Gate数据显示，风冷系统中冷水机组CAPEX占35%、CRAC占48%；液冷则降低外部冷源投入，内部组件占比更高，且OPEX中冷水机组耗电占比从55%大幅下降。
新建项目中，冷板式液冷可处理50–80%热量，仍需配套部分风冷设备；改造项目可复用现有冷水系统，仅新增二次侧组件，实现低成本升级。
2.2.3. 弹性测算：“渗透率提升+二次侧增量”，液冷系统市场有望快速打开
测算假设：
- AIDC能耗占比：由2021年10%提升至2030年60%。
- 液冷渗透率：新增AIDC项目由2022年40%提升至2030年80%。
- 新建与改建比例：7:3，改建可复用一次侧设施。
- 二次侧与一次侧价值比：6:4，体现内部组件价值提升。
- 单位投资：液冷系统约35亿元/GW。
测算结果：2025–2027年液冷系统市场容量分别为77亿、123亿、164亿元，同比+70%、+59%、+33%；其中二次侧为53亿、84亿、112亿元，一次侧为25亿、39亿、52亿元。预计2026年市场突破百亿，2030年达323亿元，五年CAGR为33%。