Các nhà máy AI thế hệ mới đang buộc các công ty thiết bị điện phải xem xét lại danh mục sản phẩm của mình trong cuộc đua giành lợi nhuận từ một thị trường được dự báo có quy mô hơn 200 tỉ USD mỗi năm.

Các doanh nghiệp AI đang hướng tới một thế hệ trung tâm dữ liệu mới, mạnh hơn, nhỏ gọn hơn và tiết kiệm năng lượng hơn. Xu hướng này buộc những công ty như Schneider Electric SE và Siemens AG, các nhà cung cấp thiết bị điện đóng vai trò cốt lõi trong vận hành các cụm máy chủ, phải chuẩn bị trước để đáp ứng nhu cầu của tương lai.

"Chính sự chuyển dịch công nghệ quy mô lớn này sẽ định hình và quyết định công ty nào có vị thế tốt nhất để vượt trội hơn các đối thủ", Omid Vaziri, chuyên gia phân tích của Bloomberg Intelligence, nhận định.

Theo Mark Fielding, chuyên gia phân tích tại RBC Europe, thị trường thiết bị cho trung tâm dữ liệu có thể đạt quy mô khoảng 220 tỉ USD mỗi năm trong 5 năm tới. Con số này đã tăng hơn gấp ba lần so với ước tính 60 tỉ USD mỗi năm vào năm 2024.

Quy mô cơ hội này tiếp tục mở rộng khi các nhà máy AI thế hệ mới trở thành biên giới phát triển tiếp theo của ngành trung tâm dữ liệu.

Các trung tâm dữ liệu hiện nay chủ yếu vận hành bằng dòng điện xoay chiều (AC), sau đó được chuyển đổi thành dòng điện một chiều (DC) để cấp nguồn cho các chip. Tuy nhiên, để nâng cao hiệu năng AI, các giá máy chủ trong trung tâm dữ liệu phải đạt mật độ tính toán cao hơn, đồng nghĩa với việc cần mức điện áp lớn hơn.

Theo Mark Fielding, mục tiêu cuối cùng của ngành là xây dựng hệ thống điện một chiều 800 V, có khả năng truyền tải lượng điện gần gấp ba lần so với các cáp điện xoay chiều đang được sử dụng hiện nay.

Quá trình chuyển đổi này nhiều khả năng sẽ diễn ra theo từng giai đoạn. Các công ty như Schneider Electric của Pháp và Siemens của Đức đang phát triển các mô-đun điện một chiều 800 V, còn gọi là "sidecar", nhằm giúp các trung tâm dữ liệu hiện hữu đáp ứng nhu cầu điện năng ngày càng lớn của các máy chủ AI.

Theo Omid Vaziri, chuyên gia phân tích của Bloomberg Intelligence, công nghệ này tách riêng các giá máy chủ CNTT với các giá máy chủ đảm nhiệm chức năng phụ trợ, đóng vai trò là giải pháp chuyển tiếp chứ không phải đích đến cuối cùng.

"Các trung tâm dữ liệu hiện nay chủ yếu vẫn sử dụng điện xoay chiều và sẽ tiếp tục vận hành trong 20 đến 30 năm tới", Ciaran Flanagan, giám đốc toàn cầu phụ trách giải pháp và dịch vụ trung tâm dữ liệu của Siemens, cho biết. Ông nói thêm rằng các mô-đun sidecar "cho phép nhà vận hành đưa điện một chiều 800 V vào phục vụ các tác vụ AI mật độ cao mà không cần thay thế toàn bộ hạ tầng hiện có".

Theo Mark Fielding của RBC, mục tiêu dài hạn của ngành là xây dựng kiến trúc điện một chiều 800 V dựa trên máy biến áp bán dẫn (solid-state transformer). Thiết bị này tích hợp nhiều giai đoạn chuyển đổi điện năng vào một hệ thống duy nhất, qua đó giảm thất thoát năng lượng.

Sự thay đổi này có thể làm xáo trộn chuỗi cung ứng của ngành trung tâm dữ liệu hiện nay. Các hệ thống nguồn điện liên tục (UPS), vốn chiếm khoảng 16% chi phí hạ tầng trung tâm dữ liệu, có thể trở nên kém quan trọng hơn vì máy biến áp bán dẫn có thể thay thế một phần các bước chuyển đổi điện mà UPS đang đảm nhiệm.

Các sản phẩm như bộ phân phối điện (PDU), máy biến áp truyền thống, thiết bị đóng cắt điện (switchgear) và máy phát điện dự phòng cũng có nguy cơ chứng kiến nhu cầu suy giảm nếu kiến trúc điện mới được triển khai rộng rãi.

Bên thắng và bên thua

Legrand SA, đối thủ nhỏ hơn của Schneider tại Pháp, phụ thuộc nhiều vào mảng bộ phân phối điện (PDU), khiến công ty dễ bị ảnh hưởng hơn nếu các kiến trúc điện mới làm giảm nhu cầu đối với thiết bị này.

Ở chiều ngược lại, các sản phẩm như bộ chỉnh lưu (rectifier), hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS), giải pháp làm mát bằng chất lỏng và chính máy biến áp bán dẫn được xem là những cơ hội tăng trưởng mới cho các nhà sản xuất thiết bị điện.

Frederic Godemel, phó chủ tịch điều hành phụ trách quản lý năng lượng của Schneider Electric, cho biết công ty cũng đang nghiên cứu nhiều kiến trúc điện khác nhau dành cho các nhà vận hành trung tâm dữ liệu quy mô siêu lớn (hyperscaler), bao gồm các sản phẩm như máy biến áp bán dẫn, bộ biến áp chỉnh lưu và các giải pháp lưu trữ năng lượng tập trung.

"Điều chúng tôi làm là phối hợp với từng khách hàng để xác định lộ trình triển khai những công nghệ có thể được áp dụng ở quy mô lớn", Frederic Godemel nói trong một cuộc phỏng vấn, đề cập đến các khách hàng của Schneider.

Dù Schneider Electric và Vertiv được kỳ vọng tiếp tục giữ vị trí dẫn đầu thị trường, các đối thủ như ABB, Eaton và Siemens có thể thu hẹp khoảng cách khi các trung tâm dữ liệu chuyển sang những công nghệ cấp nguồn mới. "Cơ cấu danh mục sản phẩm rất quan trọng vì một số sản phẩm có thể bị thay thế bởi các công nghệ mới", Omid Vaziri của Bloomberg Intelligence nhận định.

Theo Vaziri, ABB và Eaton có lợi thế nhờ kinh nghiệm trong thiết bị điện cao áp cùng các thương vụ mua lại doanh nghiệp. GE Vernova, hiện đang thử nghiệm máy biến áp bán dẫn, cũng có thể nổi lên như một đối thủ đáng chú ý, trong khi Siemens có thể tận dụng kinh nghiệm về các hệ thống điện cao áp ngoài lĩnh vực trung tâm dữ liệu.

Theo Kulwinder Rajpal, chuyên gia phân tích tại Alphavalue, Schneider có nhiều lợi thế trong lĩnh vực làm mát bằng chất lỏng sau thương vụ mua lại Motivair. Trong khi đó, mảng tua-bin khí của Siemens Energy được dự báo sẽ tiếp tục tăng trưởng, còn Alfa Laval là doanh nghiệp đáng theo dõi nhờ vị thế tiên phong trong công nghệ bộ trao đổi nhiệt.

Schneider cũng vừa đạt thỏa thuận mua lại Cognite với giá 3,1 tỉ USD nhằm mở rộng hoạt động trong lĩnh vực dữ liệu công nghiệp và phần mềm AI.

Còn thời gian để chuẩn bị

Khi các nhà sản xuất thiết bị cạnh tranh để thu hút các nhà vận hành trung tâm dữ liệu quy mô siêu lớn, điểm tích cực là họ vẫn còn thời gian để chuẩn bị.

"Giải pháp lý tưởng là hệ thống điện một chiều 800 V sử dụng hoàn toàn máy biến áp bán dẫn hiện vẫn chưa thực sự tồn tại ở quy mô thương mại cũng như chưa hoàn thiện về mặt công nghệ", Mark Fielding nhận định. Ông cho rằng tác động đáng kể đến lợi nhuận của các doanh nghiệp nhiều khả năng sẽ chưa xuất hiện trước năm 2030.

Ngay cả đến thời điểm đó, chỉ khoảng 20% trung tâm dữ liệu được dự báo sẽ vận hành bằng hệ thống điện một chiều 800 V vào năm 2030, theo ước tính của Mark Fielding. Ông cho rằng nguồn cung linh kiện còn hạn chế cùng các tiêu chuẩn an toàn là những rào cản lớn đối với quá trình phổ biến công nghệ này.

"Cách nhìn của Siemens không phải là cuộc cạnh tranh giữa điện xoay chiều (AC) và điện một chiều (DC)", Ciaran Flanagan của Siemens cho biết. "Cả hai sẽ tiếp tục giữ vai trò quan trọng trong nhiều năm tới."

Về phía Schneider Electric, Frederic Godemel cho rằng các quy định pháp lý và tình trạng thắt nút cổ chai trong chuỗi cung ứng máy biến áp bán dẫn là những thách thức chính. Tuy nhiên, ông tin rằng "chúng tôi sẽ giải quyết được những vấn đề đó".