一年建成120MW、成本砍到 1/5:SemiAnalysis探访内蒙古数据中心

电子发烧友网Elecfans 2026-11-10 07:00
电子发烧友网译  位于阿比林(Abilene)的 Stargate(“星际之门”)已成为美国 AI 基建扩张的象征。它是为 OpenAI 在得克萨斯平原上建造的一座吉瓦级园区。中国也有同等规模的园区,只是很少有圈外人得以一窥其内部。今年 9 月,我们走访了其中一座,其速度、规模、超低成本与深度垂直整合,都令我们惊叹。

此行我们走访了内蒙古——中国增长最快的 AI 数据中心区域。它是中国的“西得克萨斯”(West Texas),但与正遭遇史上最强烈反数据中心情绪的孤星州不同,内蒙古正在加速推进,且没有遭遇任何此类抵制。

我们的主要探访对象是星河(远景乌兰察布星河基地),一座位于乌兰察布的园区,规划 IT 容量最高可达 800MW。星河的规模与阿比林核心园区大致相当。其首期 120MW在一年内建成,成本仅为美国的五分之一。全部四期均为两家互联网巨头“定制代建”(built-to-suit)。

一年建成120MW、成本砍到 1/5:SemiAnalysis探访内蒙古数据中心图1
(图源:远景 Envision、SemiAnalysis)
我们到访时,园区其余部分仍是一片繁忙的工地。据当地报道,周边的察哈尔高新技术园区内 22 个数据中心项目工地上有近 3 万名建筑工人。正如我们在中国数据中心市场入门报告中所指出的,由于劳动力如此充裕,中国数据中心很少采用完全模块化的建造方式,但建造成本仍在持续下降。本报告将深入剖析其中缘由。

一年建成120MW、成本砍到 1/5:SemiAnalysis探访内蒙古数据中心图2
(图源:SemiAnalysis)
该数据中心由远景集团(Envision Group)所有。这是一家可再生能源系统集成商,全球安装的风机超过 100GW。它从能源管理切入数据中心领域——如今许多企业也在走这条路。而它也是我们所见过的垂直整合程度最高的玩家之一。除了运营数据中心之外,远景自建风电场,并架设专用输电线路为其供电。其叶片工厂就坐落在星河数据中心园区马路对面,成品叶片堆放在场院中。在园区内部,远景自主设计并集成了低压电源模块和 800V 系统,制造了用于平抑负荷的储能电池,并联合设计了预制式变电站。

一年建成120MW、成本砍到 1/5:SemiAnalysis探访内蒙古数据中心图3
(图源:远景 Envision、SemiAnalysis 中国数据中心模型)
在一个 5MW 机房内,我们看到了 800V 系统的实际运行。固态变压器(SST)将电网的 10kV 交流电直接转换为供机架使用的 800V 直流电,省去了中间的低压变压器、UPS 和整流等环节。正如我们在 800V 直流深度报告中所概述的,同样的架构在美国仍处于路线图规划阶段。在中国,数据中心采用直流供电已有近二十年历史——从 2007 年中国电信的 240V 直流试点,到 2018 年阿里巴巴的 Panama 供电系统。如今,过去十年建成的中国数据中心中约有四分之一采用直流,而美国数据中心仍有约 97% 使用交流 UPS。SST 是这条路径上顺理成章的下一步,其演进历程与该试点项目我们将在本报告后文详细展开。

在散热方面,星河采用了内蒙古常见的设计。液冷与风冷服务器共用同一个水循环回路,且不设中央冷水机组。英伟达称 Vera Rubin 可在 45°C 水温下无需冷水机组运行,但美国大多数数据中心仍保留冷水机组,用以服务风冷设备并保留在两种冷却方式之间切换的灵活性。星河取消了中央冷水机组,同时保留了大部分灵活性——这一设计已在中国北方大规模运行多年。

在本报告中,我们借助实地考察所见,展示中国当下如何建设超大规模数据中心,并对上述每个主题逐一深入剖析。美国路线图上许多悬而未决的问题,都能在这里找到参照。我们的下一篇报告将以更宏观的视角审视内蒙古数据中心市场。该地区已公布的数据中心项目累计达 25GW,其中包括多座吉瓦级园区。许多报道将其描绘成一片遍布空置机房的土地,但我们的数据讲述的是另一个故事。很少有人追问究竟是什么在限制那里的数据中心发展。

远景是以可再生能源系统集成商的身份进入数据中心领域的。除了制造风机之外,它还设计、集成并管理覆盖全链条的电力系统——从发电、储能到计算负载。其关联公司远景动力(Envision AESC)负责开发并集成电池、储能系统,以及连接它们的电力电子设备和软件。

内蒙古的风能资源远超其现有产业与人口所能消纳的规模,因此政策鼓励把新增需求带到可再生能源资源所在地。在赤峰,远景建设了一套 2GW 的离网风电、光伏与储能系统,为一座绿氨工厂供电。该系统完全依靠电力电子设备运行,没有任何同步发电机。一座采用腾讯模块化 T-Block 机柜建造的小型试点数据中心也运行在同一系统上。星河是同一理念的更大规模应用。

这是当前我们在全中国都能看到的一种模式:在能源、建筑或电气设备领域具备优势的产业集团,正在转向 AI 基础设施。项目回报微薄,内部收益率(IRR)被严重挤压,因此回报往往来自别处。对远景而言,数据中心为其已经生产的电力和设备创造了新需求;而对许多上市公司来说,吸引力在于股市。

在这些新进入者中,远景是雄心最大的之一。它在内蒙古的数据中心规划合计达 3GW,星河是第一个。其一期已于 2026 年 8 月交付,整个园区预计将于 2027 年底前建成。

该园区的规模难免让人将其与 Stargate 位于得克萨斯州阿比林的旗舰园区作比较。Crusoe 于 2024 年年中开始建设阿比林园区,并将其租赁给 Oracle,由 Oracle 为 OpenAI 运营。Crusoe 将这座八栋建筑的园区描述为 1.2GW 电力,约合 820MW 关键 IT 容量,与星河规划的 800MW 相当。这使得星河成为中国最大的单一园区之一。我们的 SemiAnalysis 数据中心模型还追踪了 Crusoe 计划新增的一个扩建阶段——采用表后供电(behind the meter),将整个阿比林场址的 IT 容量提升至 1.5GW。星河同样有增长空间:如果园区旁边的风力涡轮机工厂被改造,后续扩建阶段可能将园区容量提升至约 1GW。

除了规模之外,两者还有一个共同的起点:都由源自能源行业的公司开发,且都是围绕自身电力来规划的。阿比林依托电网和现场燃气轮机,而星河主要依靠风能。

星河与阿比林的不同之处、也正是吸引我们关注的地方,在于它的垂直整合。

自建风电,供自家负载

星河的电力来自中国称之为“源网荷储”(SGLS)的模式。在该模式下,项目自建风电和/或光伏电站、电池储能和数据中心,并通过一条专用线路而非公共电网将它们连接起来。

对超大规模云厂商而言,SGLS 项目的吸引力在于以大体固定的成本获得长期电力。风电和光伏发出的电力也可计入绿色目标。

内蒙古拥有全中国约 57% 的可利用风能资源。这里的风电场年均满负荷发电小时数约为 2,800 小时,容量系数约为 32%。乌兰察布风资源更好,容量系数为 35%–40%。这决定了 SGLS 项目中有多少电力可以来自风电的起点。

对星河而言,远景的目标是用自有风电场满足前两期用电量的 60% 以上。三个因素使之成为可能:
  1. 选址。 远景选择了风力强劲的场址,尽管它们距离园区约两小时车程。两座风电场相距约 80km,这减少了全年两处同时无风的时间。
  2. 规模。 风电场的合计装机容量为 420MW,约为 240MW 数据中心负载的 1.75 倍。凭借这种超配(oversizing),即使在弱风时段也能覆盖大部分负载。
  3. 储能。 一套 4 小时电池储能系统把有风时段的电力转移到无风时段使用。大多数 SGLS 项目也会配置储能,但远景自己生产储能系统,并用自家软件来运行它们,我们将在下一节详细说明。

下图使用示意曲线展示各因素如何提升风电占比。

一年建成120MW、成本砍到 1/5:SemiAnalysis探访内蒙古数据中心图4
第一组案例从一个简单情形开始:每 1MW 数据中心负载对应 1MW 风电。乌兰察布的一个好场址一年发出的电量,相当于满功率运行约 3,500 小时的发电量。为简化起见,该面板将风电场显示为在 3,500 小时内满功率输出、其余时间为零。风电覆盖了全年电力的 40%。

图表2展示了更贴近实际的图景。风电出力有起有伏,因此该面板把全年每个小时按风力从最强到最弱排序。风电场规模与负载相同,因此其出力永远不会超过园区的用电量。其全部电力都能被消纳,而风电仍然覆盖 40%。

图表3 将风电场规模翻倍。每小时的出力也随之翻倍,因此即使在小风时段也能覆盖大部分负荷,风电占比上升到约 55%。代价体现在灰色区域:在大风时段,风电场的发电量超过园区所能消纳的电量,这部分电力必须被储存或弃电(curtailed)。

图表 4 和图表 5 展示了在此基础上还可以增加什么。一套 4 小时电池储能可以把部分多余电量转移到风速下降之后的时段,但当连续多日无风时,它能起到的作用有限。让风电出力与负荷之间更好地匹配,可以进一步推高风电占比。

底部的表格展示了结果如何随风电资源质量、风电场规模相对负载的大小,以及数据中心的实际使用率而变化。

园区之内:开发商、设计者与集成商

除了将能源生产与消费配对外,远景还深度融入园区内部,扮演的远不止开发商和运营商的角色。下图以三种颜色展示了它的三种角色。

第一个角色是制造商。 远景自主设计风机,并开发变流器和控制软件。数据中心园区和风电场的电池储能系统(BESS)均来自其关联公司远景动力(AESC),该公司从电芯到功率变换和软件的所有主要部件均为自产,因此整套系统可以在出厂前于工厂内统一调试和测试。大多数供应商只覆盖系统的一部分(高压、低压或发电机),让各部件协同工作就只能依靠现场调试,而这可能需要 3-6 个月。远景的工厂预配置模式已成为其核心卖点。

第二个角色超出了远景的传统业务,进入数据中心领域。为星河项目,远景设计并集成了低压电源模块和 800V SST(固态变压器)系统。

800V 直流是英伟达正为其下一代高密度机柜力推的架构,因为功率约 600kW 的 Kyber 机柜在现有电压等级下无法被高效供电。在美国,行业在这条路上仍处于早期阶段。将中压交流电直接转换为 800V 直流的 SST 是最后一步。星河的 SST 试点只有 5MW,但它已经在一个实际运行的超大规模数据中心现场实现了从源头到机柜的 800V 直流供电。我们稍后会详细讨论这一点。

最后,远景还联合设计了位于园区内的预制式变电站。变电站在工厂内以模块形式制造和测试,与现场的土建施工并行推进,然后运抵现场进行连接。整个过程耗时不到 3 个月,而传统室内变电站大约需要 6 个月。

如今,垂直整合本身还不足以带来超大规模数据中心的订单,但有两大趋势表明,它的重要性可能会随时间提升。

首先,获取电力正日益成为数据中心开发的核心。在美国,开发商通过现场燃气轮机、燃料电池和电池来弥合电力缺口。在东南亚,政府今年一直在推动开发商自带电力——马来西亚现在要求数据中心至少 30% 的电力来自可再生能源,并鼓励现场发电。在中国,在“算电协同”(Compute Power Coordination)的国家推动下,审批日益倾向于算力与绿电配套的项目。在不同市场中,能源获取正成为数据中心开发商所售卖价值的一部分。

其次,从并网点到机柜的供电架构正在被重新设计。在美国,行业正在转向更高电压的直流供电,而电池备份单元(BBU)和 BESS 开始接管 UPS 的角色。技术路线图尚未定型,但这一转变看来将会持续,这给了集成型玩家以不同于传统开发商的方式参与竞争的空间。

这些趋势也吸引了其他玩家走上类似路径。最接近的案例是世纪互联(VNET)、宁德时代(CATL)与中恒电气之间的联盟。

VNET 是领先的批发数据中心托管运营商,宁德时代是全球最大的电动车电池制造商,而中恒电气是中国最大的数据中心 HVDC 供电系统供应商,同时服务于阿里巴巴和字节跳动。

2026 年,宁德时代成为 VNET 的最大股东,并宣布一项交易,收购中恒电气控股股东 49% 的股份。此后,它与 VNET 达成协议共同开发吉瓦级数据中心园区,并与中恒电气另行合作开发数据中心供电系统。三者之间,VNET 负责数据中心侧,宁德时代主导绿电与储能,中恒电气则把功率变换带入机房内部。

宁德时代还是深度求索(DeepSeek)最大的外部投资者之一,这将其影响力向下游延伸到了模型层。

远景的方式是在内部自产大部分环节,而宁德时代则通过合作伙伴关系和股权投资把这些环节连接起来。

中国的数据中心市场竞争极为激烈。过去五年,租金大约腰斩,降至不含电费约40 美元/kW/月;同期资本开支(Capex)下降约 25%,降至每 MW 不到300万美元。内蒙古的电价综合成本约为 0.055美元/kWh,属于全球最低之列。

在这样的市场中,拥有更多价值链环节是一种差异化手段,这与中国电动车市场熟悉的打法如出一辙——在那里,比亚迪(BYD)等厂商自行生产汽车中的大部分部件。

现在断言垂直整合是否会成为中国数据中心市场的一项实质性优势还为时过早。就目前而言,它让集成型玩家对成本和进度拥有更多掌控权,但超大规模数据中心客户选择供应商时仍主要看资源和过往业绩。随着电力越来越难以获取、数据中心内部的供电系统被重新设计,这种情况可能会改变。

建造速度:不到 12 个月交付 120MW 首期工程

从立项与审批合规流程来看,对中国数据中心项目而言,具有一票否决权的关键前置门槛是用能指标审查(节能审查)。根据国家监管红线,任何综合年能耗超过 10,000 吨标准煤的项目(折合关键用电负荷约 10MW 以上),在未经发改部门能评批复前,严禁擅自开工建设。该审查由属地省市级发展和改革委员会负责实施;而自 2025 年初起,全国大型智算基础设施还需严格通过国家发改委层面的“窗口指导”统筹审核。在实际推进中,全套审批合规手续在现场破土动工前便与规划设计多轨并行、高效办理。

在现场施工组织上,从打桩破土到主体结构封顶,整体周期通常被压缩在 8 至 10 周之内。如果拟建场址的地质承载力良好、可直接采用独立浅基础或条形扩展基础(Spread Footings),则完全省去了漫长的打桩工期,全部地下基础工程可在 1 个月内完成;地上的钢筋混凝土主体框架结构随后以每周约一层的速度向上推进,封顶仅需约 1 个月时间。星河园区的首栋核心大楼于 10 月底顺利封顶,恰好赶在内蒙古漫长而严寒的冻土冬季来临之前。

封顶之后,后续全部作业平稳转入室内封闭作业环境。建筑外立面幕墙与室内隔墙全面舍弃了传统慢速砌砖工艺,改用装配式预制混凝土墙板(Precast Panels)。待冬季大客户的最终定制化订单与工程需求全部冻结确认后,机电与电气安装工程(MEP Fit-out)随即全面展开。第一期 120MW 工程最终于 2026 年 8 月正式通过客户综合验收交付,兑现了大客户合同中约定的 T+6(6 个月内完成交付上线)交付承诺,其中甚至包含约 1 个月的系统全带载黑启动极限联调与压力测试。

在劳动力组织维度,中国一座 100–120MW 体量的数据中心在机电安装与电气集成的高峰期,现场施工人员高达 3,000 至 4,000 人,是用工规模相似的美国施工工地的 3 到 5 倍。项目一旦如期竣工交付,这批经验丰富的专业工程施工队伍便迅速成建制转场,奔赴下一个大型算力枢纽;而项目常驻的高可靠运维技术团队则扎根现场,平均每 100 亩数据中心用地可为当地持续提供约 100 个高素质长期运营就业岗位。在模块化路线上,星河园区仅在低压配电侧采用了预制集装箱撬块(Skids),其余土建与安装部分均采用精益化的常规现浇与装配式混合建造。

中国开发商之所以至今依然普遍坚持建造高标准的钢筋混凝土实体机房大楼、而非简易的露天集装箱堆场,背后的商业考量十分清晰:实体不动产物业资产具备极高的银行授信与抵押融资价值;加之中国拥有充足、高素质且极具性价比的现场工程产业工人,全模块化集装箱方案在综合建设速度与全寿命周期成本上并未体现出决定性的优势。

原生 800V 直流(SST)供电拓扑试点

在机房内部电气架构方面,星河园区的 5MW 示范机房展现了下一代数据中心的配电最终形态。传统数据中心经过“中压交流变电 → 变压器降压至 400V 交流 → 集中式交流 UPS 储能双变换 → 列头柜配电 → 服务器电源模块(PSU)整流为直流”的多级串联,全链路电能变换损耗通常在 8%–12% 以上。而在星河园区,固态变压器(SST)将高频磁芯技术与高压碳化硅(SiC)功率器件深度融合,将 10kV 中压交流电在单一拓扑单元内直接高频隔离变换为机柜母线排所需的 800V 直流电,不仅电能转换综合效率突破 98%,更彻底去掉了工频变压器与大型独立机房,将供电链路占用的建筑面积缩减了 50% 以上。这一高压直流设计为未来单柜 600kW–1MW 级的液冷 AI 芯片集群铺平了工程化道路。

无冷机(Chillerless)全自然冷循环冷却设计

在制冷拓扑上,星河园区彻底放弃了造价高昂、功耗巨大的传统水冷中央冷水机组(Centrifugal Chillers)。乌兰察布地处高纬度高原地区,年平均气温仅约 4.3°C,全年绝大部分时间具备优越的自然冷源(Free Cooling)条件。星河园区采用“闭式冷却塔/蒸发冷却系统 + 智能板式换热器”的极简一二次侧管路拓扑:


来源:SemiAnalysis

一年建成120MW、成本砍到 1/5:SemiAnalysis探访内蒙古数据中心图5

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