AI需求持續發酵，包括Meta、Google、Amazon、OpenAI等大戶，無不加蓋資料中心，以應付未來的算力需求。
然而，與算力隨之而生的是電力需求，而隨著GPU效能持續增加用電量持續攀升，AI晶片龍頭輝達（NVIDIA）也預告將於2027年導入800伏特 HVDC（高壓直流）架構，用來支援新一代Kyber 1MW機櫃。
目前AI伺服器的電力配置，需將電網的交流電（AC）轉換成直流電（DC）再提供給各機櫃使用，中間需要許多的轉換節點，也造成電力的損耗和熱能產生。
但如果從配電的開始就以直流電來配送電力，就能大大減少能源損失。也因此，高壓直流電（HVDC）就扮演著關鍵角色。
HVDC是什麼？AI時代來了，電力也要升級
到底高壓直流電（HVDC）是什麼？
一般常見的電力裝置使用的是交流電（AC），電流在傳輸過程中會產生熱損，就像油罐車在配送油品至加油站的途中，因為溫度升高而出現的揮發損耗。當油品卸入加油站地下油槽時，氣壓變化也會造成氣化損耗，這就如同電力進入終端設備時因轉換效率而產生的能量損失。
而高壓直流電（HVDC）相較於傳統交流電（AC），就像是將油品透過密閉高壓管線直接輸送，而非使用一車車油罐車運送。密閉管線則能穩定控制壓力與流速，幾乎沒有損耗。HVDC 同樣透過穩定電壓與單一方向流動，大幅降低傳輸損耗、提高效率，特別適合跨區、超長距離的電力傳輸需求。
在現有的AI伺服器配電架構上，採用的是低壓直流匯流排（Busbar）進行供電，電壓僅有48V、54V（伏特），需要更粗的銅線傳輸電力，才能維持伺服器功率，導致能量因電流過大而發熱損耗，但若改成高壓直流電（HVDC），以400V、800V的電壓供電，電流就可以降低，減少熱損耗。
簡單來說，HVDC主要的優點就是可以把大量的電，從很遠的地方、或是從一些特別的地方（像是海上風力發電廠）高效地送過來，而且損耗比較少。對於未來的AI伺服器這種「用電大戶」來說，直接用HVDC供電，就像是把「高速公路」直接接到電腦裡，讓電腦可以直接「吃到」更純淨、更有效率的電，也能更省電。
HVDC可將電源效率從87.6%提升至89.1%，若再簡化透過固態變壓器，電源傳輸能效將增加至92.1%。台達電源及系統事業群副總裁暨總經理陳盈源指出，即使是1%的效率提升，對於一個GW（十億瓦）級別的資料中心來說，也相當於節省了10MW的電力，能顯著節省大量的用電成本。
HVDC常見的應用場域：
1. 跨海或長距離的電力傳輸 ：將風力發電或太陽能發電的電，從海上或偏遠地區送到城市。
2. 連接不同國家的電網 ：不同系統的國家可以互相支援用電。
3. 大型再生能源發電廠 ：如海上風電場，因位置相距遠，用 HVDC 傳輸效率更高。
4. AI資料中心/伺服器 ：未來必然會越來越多，HVDC為直流電可減少轉換損失，更省電。
以目前正在量產的輝達GB200 NVL72的機櫃來說，一組機櫃用電量是140kW，其供電的方式已從交流電（AC）轉換成直流電（DC），但現有的資料中心仍然以AC電源供應為主，陳盈源指出，從電網到晶片的電力轉換，傳統AC架構的供電效率僅約87.6%，「每一次電壓轉換都會產生損耗並轉化為熱能，導致大量電力在未使用前就損失掉，」且AI伺服器的負載變化劇烈（例如從120KW增至1.2MW），這會導致電壓不穩定，造成不斷電系統（UPS）異常放電、電池壽命縮短，發電機因無法承受快速負載變動而損壞，甚至可能引發電網跳電。
而一台機櫃中，AI伺服器就佔用了機櫃中四分之三的空間，使得機架式電源、備用電源（BBU）或機架式電容（PCS）等電力設備沒有足夠的額外空間安裝，若轉換成高壓直流 (HVDC) 電源架構，能提升AI資料中心供電效率並簡化電力傳輸路徑。透過減少電力轉換次數來提高效率，能減少30%以上線路損失，橋接50Hz／60Hz電網，也成為全球電網升級的首選技術。
台灣有哪些廠商布局HVDC？
HVDC的配送需要有高壓電纜、電源供應器以及變壓器，以下為各領域台廠布局：
高壓電纜
在電力傳輸路徑中，高壓電纜扮演著輸送電力的「血管」。台灣的線纜大廠如華新麗華、大亞等，雖然傳統上主力在AC高壓電纜，但由於HVDC對電纜絕緣與材料有更高要求，這些廠商也正積極投入HVDC專用電纜的研發與製造，未來可望成為HVDC傳輸基礎設施的關鍵供應商。
電源供應器
除了上述重電與線纜廠商，電力電子與電源供應器廠商台達電也在5月宣布投入HVDC電力設備技術開發，預期將加速HVDC在資料中心的普及。根據口袋學堂指出，台達電目前在HVDC相關產品占比總營收24%，設備如資通訊基礎建設、800V HVDC電源櫃、1.8MW動力系統。
台達電指出，針對800V HVDC全新架構，已開發對應的電源產品，預期很快會導入客戶端應用。而台達電也是少數從「電網到晶片（Grid-to-Chip）各個轉換階段都可以提供完整電源和散熱方案的供應商，目前相關產品也已送樣給客戶驗證。
變壓器
華城則是聚焦在HVDC變壓器的訂單，預計占比營收超過30%，並且擁有全台首座500kV HVDC單相400MVA變壓器製造技術，目前訂單能見度滿載到2028年。
士林電機則是啟動變壓器和直流繼電器（HVDC RELAY）新產線，此產品也是HVDC系統中重要的保護元件。
世界經濟論壇2025年年度會議指出，2024年全球資料中心總用電量為2,610億度電，相當於全台灣一年的用電總量（2024年為2,830億度電），他們也預估未來全球資料中心（包括超大型及邊緣運算）2022到2030年用電量將增長300%，預計到2027年，全球AI資料中心的用電量將會增加到5,000億度（kWh）。
陳盈源2025年5月曾於「COMPUTEX系列論壇活動–AI NEXT FORUM」論壇中表示，蓋一個電廠3~5年，以現在資料中心的用電成長幅度，供給根本不夠，如何讓配電更有效率、更節能的被使用，是在AI蓬勃發展下，各個資料中心都需要面對的課題。
而高壓直流電（HVDC）作為一種高效、低損耗的電力傳輸技術，正好回應AI資料中心急遽升溫的用電挑戰，也有助推動電網升級、邁向淨零轉型。而台灣廠商憑藉在電源供應器、重電設備、變壓器以及線纜等領域的技術與全球供應鏈地位，有望在全球AI能源轉型中扮演關鍵角色，為台灣帶來新的產業成長動能。
責任編輯：李先泰
