BBU,AI服务器新方向!

科技   2025-01-22 11:36   河北  

BBU,即电池备份单元,作为AI服务器的核心组件,正以其独特的魅力引领着行业新风尚。它不仅能在断电危机中力挽狂澜,确保AI服务器持续稳定运行,更以其卓越的稳定性和可靠性,为系统安全保驾护航。而随着新能源技术的飞速发展与成本的不断降低,BBU的可靠性和经济性正迎来前所未有的飞跃,为AI服务器领域注入全新活力。

本文仅梳理公司和行业的最新基本面,并非在当前时间点推荐买卖公司,本文不具备个股操作指导功能,投资有风险,入市需谨慎。
近年来,备用电源已逐渐由UPS(不间断电源)向BBU(电力模组,backup battery unit)。相较于UPS(使用铅酸),BBU采用锂电池,优势在于电力转换效率高+空间损耗少。台股市场 顺达、新盛力、AES-KY,短期股价翻倍以上增长,主要隐含了AI服务器标配BBU的假设,目前英伟达GB200已开始配备BBU,预计GB300以及TESLA的DOJO新一代设计都会采用BBU
BBU加速在数据中心场景对UPS的替代。锂电池BBU相较传统UPS的优势:
技术特点差异

• 转换方式:BBU采用直流(DC)到直流(DC)的转换方式,转换效率高,能耗低;UPS采用交流(AC)到直流(DC)的转换方式,转换效率低,能耗高。

• 电池类型:BBU使用锂离子电池,UPS使用铅酸电池。锂离子电池具有更高的能量密度、输出功率和更长的寿命,而铅酸电池则相对便宜,但体积大、重量重、安全性能较低。

性能优势对比

• 性能指标:BBU在转换效率、能量密度、输出功率、使用寿命和体积大小等方面具有明显优势。例如,对于相同的存储容量,锂离子电池的重量仅为铅酸电池的三分之一,空间节省超过50%。

• 空间利用:BBU的紧凑设计使其能够更好地适应数据中心的空间限制,灵活集成到机柜中或放置在独立的电源架上,而UPS系统则需要额外的空间进行设置。

BBU在数据中心的应用优势

• 空间灵活性:BBU的体积小、重量轻,能够根据数据中心的空间需求进行定制设计,满足高密度计算环境下的空间利用要求。

• 高效节能:高转换效率使BBU在运行过程中能够减少能源消耗,降低数据中心的运营成本。

• 数据保护:作为服务器的直接备用电源,BBU能够确保在外部电源中断时,数据中心的存储系统能够将缓存数据写入控制器的内置磁盘,防止数据丢失,保障业务的连续性。
23年市场出货量仅3亿颗,渗透率5%,未来渗透空间大,预计到25年电芯需求达7-8亿颗。
AI服务器的高功率需求促使BBU瓦数大幅提升。下一代AI GPU如英伟达Blackwell B100和B200,在进行高功率计算时均需要超过1kW的功率支持,是传统CPU的3倍,单个数据中心机柜的功率规格将从30-40kW推高至100kW以上,当前约400颗/台,未来有望达1000颗/台以上,拉动电芯需求。
台企、日韩企业报表已经率先反映:台股AES-KY公司BBU收入2020-2023年从9.5亿新台币快速提升到39亿新台币,顺达23Q4已开始量产BBU订单。松下25财年收入约100亿日元(在23财年基础上接近翻倍增长)。
为什么要用BBU?
1)取决于数据中心架构,现有数据中心多采用交流分布式电源基础设施,UPS更具经济价值,新的AI数据中心采用高压直流配电,高倍率的BBU更有效率
2)电池寿命长,能量损耗低;电池寿命达5-10年,DC-DC能量损耗低
3)优化AI服务器运行时供电品质,超级电容和BBU负责领域不同,超级电容负责滤除及补偿低压侧的电源波动,BBU负责补偿市电波动,大幅改善以往市电不稳所造成的中断运算以及降低GPU因供电不稳或是干扰而损坏的风险,原因是BBU能应对毫秒等级的电源需求变化,对于电源变动的快速响应能力更有助于补偿市电电网波动;成本不敏感,以一台约300万美金的AI服务器为例,其BBU的价格仅占总价0.2%;
可以预见未来AI服务器GPU瓦数及数量提升的速度远比市电并网系统优化速度更快,电网波动日趋严峻,运营商不会为0.2%成本来冒险;AI服务器标配BBU在即!
BBU更新
BBU电芯可能会在大陆出现新的玩家,蔚蓝锂芯开始给大陆给NV供服务器电源厂家送测,也就意味着BBU会在大陆出现新玩家,我之前一直觉得,对于BBU电芯厂家来说,有产品是第一位,最重要的是能给某些PSU厂家去供,逻辑才能走顺,所以我之前一直没写,包括JH,
BBU内部结构相对简单,你可以把它看作是一个传统数据中心的后备电池,目前为锂电池方案。BBU采用5+1的冗余架构,一组BBS包含六个BBU模块以及一个PMI监控模块,而一个BBU模块则包括电池pack、BMS、DC/DC电路等部分,BBU内部的电池为18650小圆柱电池(2.5Ah、3.5~3.7V)。
目前Morgan Stanley研报BBU和PSU配比比例为1:1,单BBU价值量为300~400usd,以一台NVL36为例,一台NVL36需要标配24个BBU,4组BBS。
BBU在英伟达这代方案的引领下,渗透率应该会迎来一个加速的拐点,后面国内外所有的AI服务器都有可能会去标配BBU。在数据中心有后备电池备电的前提下,为AI服务器再加一级备电。
市场空间如何?
25年传统数据中心4亿颗+AI数据中心1亿颗
1)目前BBU在数据中心服务器渗透率仅5%,2023年需求3亿颗电芯,假设传统数据中心BBU每年15%增速,25年需求约4亿颗。
2)增量市场来自AI数据中心,10月微软收到的NVL36实机当中配置了BBU模块用以保证机柜运行的安全性及稳定性,我们预计后续其他CSP客户也有望标配BBU。
以NV的GB200 NVL72服务器为例,必要最低运行功耗在123-130KW左右,对应电芯需求量约1000颗;以当前市场预期25年等效5-6万台NVL72出货量测算,仅NV明年有望带来5000-6000万颗增量空间。
以18650 2.0电池10元/颗计算,25年BBU市场空间50亿元,假设净利率20%,利润空间10亿。
竞争格局如何?
目前主要是外资企业(三星、LG等),三星市占率约60%。国内企业产品质量达到海外企业水平,且价格低20%。
类似于电动工具对日韩企业的替代,BBU电芯也有望国产替代。我们认为国内头部企业远期市占率有望达到60%。
蔚蓝锂芯弹性如何?
BBU电芯已有少量出货,通过pack企业/电源企业供货。假设50亿市场空间,20%净利率,10亿利润。中长期公司60%份额净利润6亿。
国内企业抓住技术迭代机会(18650到21700)突破供应链,重点关注麦格米特、蔚蓝锂芯、豪鹏科技等。
麦格米特近期大涨,传BBU模块正在测试,测试效果比较看较好,出结果后客户将直接下单。NV给了第二批新的订单的通知,还没有正式签约(预计5000套+),现在正在交第一批3000套的订单。目前公司订单非常饱满,正在全员不停休拉产能。

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