AI 供电的未来 重新定义 AI 数据中心供电 Gerald Deboy 博士，英飞凌科技股份公司 PSS 创新实验室院士 Fanny Björk 博士，英飞凌科技股份公司数据中心配电主管 www.infineon.com/wepowerai 2 目录 Adam White 寄语 3 引言 4 一、现代处理器的供电 5 预测一：垂直供电将成为现代处理器的关键技术 5 预测二：服务器主板将采用高压直流供电架构 7 二、AI 服务器机架的供电 12 预测三：AI 服务器机架的功耗将超过 1 兆瓦 12 预测四：AI 的能耗需求将推动电源架的功率等级突破 100 千瓦 13 三、数据中心的整体供电 16 预测五：新一代数据中心的功率需求将迈向吉瓦级规模 16 预测六：配电将从交流系统转向直流微电网 17 预测七：可再生能源将成为满足 已深深融入我们的生活，它势不可挡，正不断拓展 自身的应用和影响范围。英飞凌始终坚持创新，因为 我们深知保持这一创新势头的重要性。当前，业界已 推出许多优秀的解决方案，充分展现了在应对 AI 系统 供电挑战方面的技术实力。然而，前行的征途不能止 步于此，展望未来，我们仍需面对众多技术挑战，同 时还需要持续提升能效与性能。我们还必须确保为 AI 数据中心提供清洁、可靠的电力。毕竟，没有电力，

以大模型训练与推理为代表的人工智能技术革命，正在推动 数据中心形态和基础设施需求发生结构性变革。与传统互联 网服务相比，人工智能算力任务在计算密度、持续运行时间 和电力消耗等方面均呈现数量级提升，这对数据中心的供电 系统、散热方案和整体能效提出了全新要求。 为优化全国算力资源布局，中国政府实施了“东数西算”国家 战略工程，规划建设了八大算力网络枢纽节点（京津冀、长 三角、粤港澳大湾区、成渝、贵州、内蒙古、甘肃、宁夏）。 时间，实现 与土建工程的并行作业，从而显著压缩整体工期，同时调试 流程也得以简化和加速。 因此，算力基础设施的升级不仅依赖于更强的电源能力，更 需要空间 - 电力 - 散热管理的一体化设计，推动供电设备向 小型化、高能效、模块化方向发展，以适应高密度智算中心 的发展需求。 在中国碳达峰、碳中和的“双碳”目标约束下，电力来源的低 碳化和稳定性正成为新的挑战。 一方面，数据中心长期处于高负载运行状态，对电力稳定性 目 试点仍处于起步阶段。据预测，到 2030 年中国数据中心的 绿电消费需求将达到 360TWh，但当前可获得的绿电资源远 不能满足快速增长的算力需求。 此外，由于绿电固有的波动性特征，要实现稳定供电，就要 求负荷侧必须部署大规模电池储能系统来承担削峰填谷、稳 定电压和应急保障等功能，这将进一步增加整体系统的复 杂性。 有限的安装和交付时间 稳定的低碳能源供给不足 面向未来的中国数据中心：绿色低碳与高可靠性

安全设备 网络交换机 UPS 制冷系统 服务器 共享存储空间 AI 算力单元 物联网平台 AI 云平台 智慧工地驾驶舱 应用管理 应用订购 计费结算 租户与权限管理 应用集成管理 运输安装问题 供电问题 联动问题  不同应用对于部署位置、环境 都有不同的要求  复杂应用场景需要分类运输和 安装，建设  目前多数应用耗电量大，自然 能源无法满足设备 24 小时供 电需要，同时出现停电后也没 大件物品挂 载背负一体 运输 收纳整柜运输 推着就可走 展开工作 基于站址式供电模式 备电安全保障 机内及杆体直流供电 多种直流供电系统 48V,24V,12V ( 各 150W) 机内及杆体交流供电 220V （ 8 路 16A ，及 PDU 供 电） 基于柜体电设备 实行智能化供电 一路交流接入 基于站址式数据采集及传输 485 总线 有线传输 基 于 站

江苏电力供应用电晚高峰期可能存在的 1750 万千瓦左右的供电缺口；春秋季节及节假日 等时段新能源消纳尤其困难，填谷需求预计将大于削峰需求。 2.3 面临的挑战与机遇 2.3.1 挑战 （1）资源潜力挖掘与聚合难度大。由于需求侧有着大量分散、规模小、个性化的资源， 存在个体障碍、时段局限、功率变化等不确定性因素，精准调控难度远高于供电侧。需求 侧资源利用的支撑体系如运行控制、优化调度和协同规划等技术水平有待提升。 400 万千瓦的双向灵活调节潜力。 3.1.5 5G 基站 5G 基站通常配有储能设备。正常工作情况下，蓄电池组处于备电状态。通过技术改 造和平台对接，在用电高峰时期，通信设备可适时切换至由电池组供电，快速参与削峰需 求响应。据测算，单个 5G 基站的可调节负荷为 1-5 千瓦。根据南京地区聚集 5G 基站集 群参与负荷需求响应的实践，单个 5G 基站可调节负荷以 2 千瓦计算。2024 年江苏累计 管理方案，综合运用节约用电、集中检修、需求响应、负荷普降、轮休、调休、有序用电 等基本负荷管控措施。江苏负控终端已实现 50 千伏安以上容量客户的全覆盖，有力支撑 了各类负控管理措施的实施，有效应对了江苏电网可能出现的供电矛盾和突发情况。 4.2.1.2 数智化赋能发展路径 过去，需求侧管理工作的开展具有行政和计划色彩，在需求侧资源的监测、评估、调 用等方面存在很多不足，需求侧资源的作用和潜力处于沉睡状态。随着数智化技术的发展

同时实现多个门禁应用 SOS 报警 支持 SOS 报警， 长按两秒报警 — — - 蓝牙 卡 片 尺寸 74*72*20mm （长 * 宽 * 高） 供电 DC 5V 、 POE 供电 平均电流 200mA@5V 工作温度 -20℃~70℃ 物理接口 ⽹⼝—个 、 DC 电源接口—个 Wi-Fi IEEE 802.11b/g/n 无线安全 WPA/WPA2

绿色数据中心等级评价、ISO14064、零碳证书 辅导→测试→取证 2.7.3.2 关键服务活动 阶段 活动 工具/方法 输出 评估 能耗基线扫描 SNMP/IPMI+红外 《能耗基线报告》 设计 制冷/供电优化方案 CFD+TCO 模型 《节能实施方案》 实施 冷热通道封闭、AI 调频 开源脚本+PVC 帘 PUE 降低 0.1–0.3 监测 实时 PUE 大屏 DCIM+碳感知 API 告警阈值供电；规划电力扩容方案，满足算力中心 不断增长的算力需求。​ （2）制冷系统运维工程师：监控和维护算力中心的 制冷设备，如精密空调、冷却塔、冷冻水系统等。确保制冷系统高效运行，维 持算力中心内稳定 维护计划并推送备件更换建议，显著降低突发停机概率。 （3）. 冗余供电技术 采用"双路市电+UPS 冗余配置+柴油发电机"的三级供电架构，构建高可靠性电力保 障体系。当主供电线路出现异常时，UPS 系统可在毫秒级内完成切换，确保算力设备 持续运行；若市电长时间中断，柴油发电机将自动启动并接管供电。各环节通过智能 切换装置实现无缝衔接，有效保障数据中心供电连续性。 （4）. 新能源储能技术 直接部署清洁

能耗分析管理系统带来 的价值 远程抄表 用电警告 节能评估 决策依据 通过远程自动抄表，解决了传统手工抄表方式中数 据时效性，准确性及后期数据操作性问题。 用电异常报警，分析设备是否故障或存在供电用电 异常的问题。 通过分析基站设备耗电量，可得到哪些设备效率高、 更省电，为设备采购提供重要参考依据。 对节能措施进行评估，为后期大规模推广和应用提 供决策。 能耗管理  智慧路灯概述 将报警信息远传至监控 中心，实现报警 消防栓防盗水报警装置配备蓝牙通信功能，实现通过手机 APP 对其进行无线维护，并且手机 APP 能够随时查看报警信息，确定消防 栓位置。 供电方式采用电池供电，寿命 2-5 年，材质使用高强度尼龙 消防监控平台组成：智能消防栓亮点 目前此系统已经在某水司得到应用，运行以来，稳定、可靠，无论多远都能监测到位，一旦发生盗水情况， 都能及时报警，

个“智能充电设备+运营平台+充电安全消防监管平台”完整的智慧充电站解决方 案。结合物联网、移动支付、云计算、大数据分析等先进技术，为用户提供低 成本部署、灵活扩展、简洁轻便、专业有效的充电桩运营管理平台，提供电动 车充电桩的数据采集、设备监控、报表结算、火灾监测及其他增值服务，同时 也为车主提供一个安全、稳定、高效、智慧化的充电环境。 5.6.2 应用功能 XXX 电动自行车充电监测系统主要通过智能充电站主机来监测各支路用电 安装在室外的摄像机，当可借助建筑物附着安装时，选用相应的安装支架 来安装；若无合适的建筑物供附着安装，则需要选用视频监控专用立杆，安装 高度应不低于 3.5m。 （2）室外机箱 室外摄像机的供电、信号等需要在室外进行汇集，需用专用的防水箱进行 端接。端接箱内部安装架的设计充分考虑设备的安装位置，同时具有防雨、防 尘、防高温、防盗等功能。不便于在立杆上部安装设备箱的，在地面设置设备 机 传输。各室内机、门口机、围墙机通过网络交换机后，再经光纤收 发器到中心网络交换机，中心网络交换机通过直接和管理机相连，当距离远之 时，由于数据通过光纤传输，信号抗干扰能力大大增强。室内机更是支持 XXX 私有 PoE 供电，可实现“一根线到户”，无需再布电源线，减少 50%重复布线。 7.7.2 系统部署 图134 可视对讲系统部署图 上图为可视对讲子系统的部署示例，由于图片较大显示不清晰，清晰的大 图可以在本方案的

机快速确认现场实际情况。 3.3.1.3.1.8 前端供电设计 本系统前端摄像机的供电采用集中供电方式，室内摄像机采用直流 12/24V 安全集中供电方式；室外摄像机采用 220V 交流集中供电方式，就近于单体建 筑的弱电设备间内取电。 供电主干及分支电缆通过负载功率与供电距离进行计算设计，线损控制在 5%以内，室外供电线路入户设计加装二级防雷装置，室外立杆摄像机采用二合 一防雷器进行防雷保护。

衡调节的光伏发电设施，分为自然人户用、非自然人户用、一般工商业和大型工商业四 种类型。 6 集中式光伏电站是在大面积空旷地带集中建设的光伏发电设施，发电通常直 接并入公共电网，接入高压输电系统，由电网统一调配供电。 2024 年以来，中国集中式光伏发展稳定，分布式光伏建设在多省提速。截至 2025 年二季度， 累计集中式和分布式光伏发电并网容量较 2024 年同期分别增长了 2.03 亿千瓦和 1.83 智能组串式构网型储能电站，还积极推进大规模 风光基地建设，如柴达木沙漠基地和海南藏族自 治州戈壁基地等。柴达木沙漠基地格尔木东出口、 乌图美仁、德令哈西出口等三个光伏新能源基地 已经形成规模。 时间 持续天数 “绿电”供电范围 2017 7 全省 2018 9 全省 2019 15 三江源地区 2020 31 全省 2021 31 全省 2022 35 全省 图 18: 光伏地图 - 德令哈光伏发电基地 吨、减排二氧化碳 70 吨；探索建设山东首个县级虚拟电厂，依托新光驿站微电网项目， 打造集屋顶光伏发电、光伏车棚、智慧路灯、大型充电站为一体的新能源综合利用精品示范工程，力争 实现“零碳”办公和“全时段”不间断供电，构建“3 公里”充电生态圈。 对工商业建筑，采用自投、融资租赁和合同能源管理模式，支持企业自主开发。其中，国家电投采 用合同能源管理模式，投资 1860 万元，利用奥扬科技公司厂区屋顶打造低碳循环工厂示范项目，同步