芯片代工厂台积电与供应商合作改造厂房设备的电力变压器，确保供电稳定度不变，成功运转效率提升至99%，截至5月导入2,435颗高效率变压器，总计节电6,600万度，减碳3.2万吨。

台积电新出炉ESG（环境、社会责任、公司治理）电子报指出，变压器是由铁芯及两个独立线圈绕组所组成，调制电压以满足不同设备用电形态，运转过程会产生一定程度能量损失，包括铁芯于磁通变化时"铁损"，以及电流通过铜线时"铜损"。

台积电表示，先进制程技术发展使变压器用量增加，为避免能耗同步上升，台积电携手供应商改良变压器提升运转效率，对铁芯材质采用高导磁性的硅钢片，增加硅钢片用量以降低磁通密度，减少磁滞损与涡流损。

芯片制造和算力中心都需要大量电力，而高效变压器就是"命门"

此外，以高导电性材料制作线圈，减少导体电阻及电流密度，并降低一次与二次绕组阻抗损失，降低铁损与铜损比例。

台积电指出，至5月将2,435颗高效率变压器，导入12座先进制程芯片厂和一座先进封测厂，总计节电6,600万度，减碳3.2万吨。

台积电预计第二季完成芯片20厂第一期厂区高效率变压器导入作业，可再年省600万度电，同时成为新建厂区标准设计，深化绿色运营量能。

电力变压器在人工智能领域发挥的重要作用

人工智能的迅速发展和普及，正给全球的电力需求带来前所未有的挑战。特斯拉CEO埃隆马斯克在此前的一次演讲中指出，生成式人工智能的快速发展将导致电力和电力变压器短缺成为技术发展的瓶颈。他预测，这种电力短缺最早可能在2025年就会出现。

如此前引爆全球人工智能产业浪潮的ChatGPT，每天的耗电量已超过50万千瓦时，相当于是美国家庭平均用电量的1.7万多倍。而且如果生成式AI被进一步采用，耗电量可能会更多。马斯克曾预测，未来两年内行业将由"缺硅"变为"缺电"，而这可能阻碍人工智能的发展。

尽管目前各个国家正在积极发展风能和太阳能等可再生能源。但电网的现状使得这些清洁能源难以有效地整合到电网。即便产生了足够的可再生能源，不足的传输线路也可能导致无法有效地输送到需求地点。

电力变压器作为电力传输路线上不可缺少的一环，不仅能够通过调整电压等参数，提高电力质量，降低电力波动和干扰，从而保障AI设备和系统的稳定运行，提升运行效率和性能。而且电力变压器的智能化管理和优化控制可以实现电力系统的能效优化，降低能耗和排放，符合节能减排的环保要求，为AI发展提供可持续的能源支持。

AI产业主要需求的电力变压器

1、数据中心通常采用大型66kv-232kv电力变压器，将输电网的高压电降至适合内部配电系统的电压等级。

2、中低压变压器：

在数据中心内部，10-35kv中低压变压器进一步将电压降至服务器、冷却系统和其他基础设施所要求的安全电压水平。

芯片制造和算力中心都需要大量电力，而高效变压器就是"命门"

3、隔离变压器：

2690V以下的干式隔离变压器，用于防止接地回路干扰，保证AI系统设备的稳定运行，减少电磁干扰（EMI）。

3、高效节能变压器：

随着AI算力时代的到来，数据中心对节能和效率的要求越来越高，因此采用高效、低损耗的变压器成为趋势，如环氧树脂浇筑干式变压器、NOMEX绝缘系统干式电力变压器、非晶合金变压器等。

4、智能变压器：

这类变压器集成了先进的传感器、通信技术和控制算法，能够实时监测自身状态、优化性能，并与智能电网实现交互，适应AI设施不断变化的电力负荷需求。

由于AI技术的进步和数据中心规模的不断扩大，以及对可持续性和能效的关注增加，未来的变压器设计将更加注重高效、灵活和智能化。同时，考虑到马斯克提及的短缺问题，可能还包括具备快速生产和部署能力、以及能够应对高负荷波动特点的变压器产品。

美国打压中国芯片却不得不使用中国变压器

意想不到的是，美国在限制中国芯片出口后，却在推进AI发展的关键环节中陷入了对中国产品的重度依赖，而这款产品正是看似不起眼、实则至关重要的变压器。

变压器在现代社会电力系统的运作中不可或缺，利用电磁感应原理实现电压等级的转换，确保电力的有效传输与使用。在AI领域，尤其是大规模数据中心建设中，海量服务器和计算机设备对稳定电力供应有着极高的需求。伴随着AI技术的日新月异，其所需的电力支撑也在急剧攀升。

当前，美国正面临着电网系统亟待升级、大量老旧变压器亟需替换的问题。不仅如此，AI和新能源汽车产业的高速发展也加大了美国对高效变压器的需求缺口。尴尬的是，美国本土却无法独立生产足够的高质量变压器，症结在于其产业链的缺失以及关键原材料--取向硅钢的对外依赖。

美国为何在变压器生产上受制于中国？

首先，美国当前不具备完整的变压器产业链，构建这样一条产业链需要巨额的投资，而美国企业的逐利本性往往导致他们不愿涉足这一投资周期长、回报相对缓慢的领域。其次，即使产业链得以建立，美国制造的变压器在品质、品种及成本等方面恐难与物美价廉的中国制造变压器相抗衡。

尤为重要的一点是，变压器制造的核心原料--取向硅钢，几乎被中国牢牢把控。这是一种用于变压器制造的高级硅铁合金材料，生产工艺复杂，技术门槛极高。中国凭借庞大的产能和先进的技术水平，已成为全球取向硅钢生产的绝对霸主，这让美国在变压器制造业上陷入被动。

变压器对AI产业的重要性尤为凸显在对数据中心的影响力上。数据中心内海量的芯片、显卡和处理器进行高强度运算，这一切的背后离不开稳定高效的电力支持，而变压器恰恰是电力传输链路中的核心节点，其性能和数量直接决定了数据中心能否正常运转。

在美国，由于变压器短缺问题日益突出，多地数据中心遭遇电力供应紧张，这对于AI领域的发展构成了重大阻碍。而且，未来随着AI技术的深化应用，对变压器的需求预计将持续增长，供需矛盾可能进一步激化。

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电力设备行业发展前景

1.政策支持为行业发展提供动力

"十四五"时期，国家加快建设清洁低碳、安全高效的能源体系，以新能源为主体的新型电力系统快速发展，大规模风光新能源基地等项目相继获批，电力设备行业需求显着增长。2023年，国家发改委、能源局等部门先后发布了《关于统筹节能降碳和回收利用加快重点领域产品设备更新改造的指导意见》《电力变压器更新改造和回收利用实施指南》《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》《新型电力系统发展蓝皮书》等系列政策措施，提出要持续提升高效节能电力变压器供给能力，有序实施在运电力变压器节能降碳改造，逐步淘汰低效落后电力变压器。同时，通过强化重大工程引领、保障高质量供给、加快装备推广应用、继续开拓国际市场、提升产业链竞争力，夯实电力装备行业增长基础，推动电力装备行业高质量发展。

2.全球电网建设推动电力设备国际化

随着全球能源转型的加快，海外市场对电力设备的需求不断上升。中国电力设备制造商凭借完整的供应链和成本优势，有望在国际市场上取得更大的市场份额。通过参与海外电网建设项目，中国企业不仅可以扩大出口，还能提升国际竞争力和品牌影响力。

3.特高压技术的快速发展带来机遇

特高压技术的推广应用是电力行业发展的重要趋势。随着特高压工程建设的加速，对相关电力设备的需求日益增长，为电力设备制造商带来了巨大的市场潜力。2023年，我国白鹤滩-浙江、驻马店-武汉、福州-厦门等6项特高压工程以及川藏铁路施工供电二期等一批重点工程建成投产，使得我国电网资源配置能力持续提升。预计特高压技术创新和质量提升，将进一步推动电力设备行业的技术进步和产业升级。

4.新能源发展及技术创新带动行业发展

随着全球"碳中和"目标的纵深推进，能源结构持续优化调整，以风电、光伏为代表的新能源发展进一步提速。2023年，中国风电、光伏装机持续快速增长，累计装机达到近1050GW，占全部装机约36%，在电力新增装机中的主体地位更加巩固。风能、太阳能等新能源的快速发展，对电力设备提出了新的要求。电力设备行业需要不断创新，以适应新能源接入、智能电网建设、分布式发电等新兴市场的需求。

文章来源： 十轮网，恒丰友电气，科学日志，中商情报网