데이터센터 전력 구조의 가속적 팽창 – PSU·액체냉각·전력망·원자력으로 이어지는 구조적 투자 사이클 (JPM)

전력, 효율, 교체, 병목

AI 데이터센터 전력 구조의 가속적 팽창 – PSU·액체냉각·전력망·원자력으로 이어지는 구조적 투자 사이클 (JPM) 1. 데이터센터 전력 수요 구조 및 전망 • 데이터센터 전력소비 모델을 상향 조정하며, 2028년 설치용량을 242GW(기존 172GW) 로 상향 → 2025–2028년 연평균 성장률(CAGR)은 27%, 과거(10~20%) 대비 구조적으로 높은 성장 속도 • 2028년 총 전력소비량은 1,100TWh, 전 세계 전력의 약 3~4% 차지(2024년 1.5% → 2028년 3~4%)로 상승 • 상향 요인의 핵심은, 1...

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1. 데이터센터 전력 수요 구조 및 전망

• 데이터센터 전력소비 모델을 상향 조정하며, 2028년 설치용량을 242GW(기존 172GW) 로 상향

→ 2025–2028년 연평균 성장률(CAGR)은 27%, 과거(10~20%) 대비 구조적으로 높은 성장 속도

• 2028년 총 전력소비량은 1,100TWh, 전 세계 전력의 약 3~4% 차지(2024년 1.5% → 2028년 3~4%)로 상승

• 상향 요인의 핵심은,

1) 미국 클라우드 CSP들의 AI 인프라 투자 급증,

2) AI 칩의 열설계전력(TDP) 상승,

3) 서버 출하량 증가,

4) 냉각 효율(PUE) 개선 지연.

• AI 칩 기반 데이터센터 전력은 2025–28년 동안 연평균 60% 성장 예상. 특히 GPU 및 ASIC 기반 AI 서버의 전력소비 증가가 전체 전력 성장의 중심축

• 전력공급망 제약이 리스크로 부각. 미국 내 송배전 설비 리드타임이 늘어나고 있으며, 대규모 AI 데이터센터를 수용할 전력망 연결 부족이 우려됨

• JP Morgan은 이를 완화하기 위한 중장기 대안으로 원자력 발전의 재부상을 제시

2. PSU(Power Supply Unit) 시장

• 서버 전원공급장치 시장은 2025–28년 동안 64% 성장하며, 2028년 규모는 약 380억 달러로 전망됨. 신규 1GW 데이터센터 구축 시 PSU 시장 규모는 약 4~5억 달러로 추정

• PSU 성장은 단순한 전력소비 증가뿐 아니라 사양 업그레이드와 부품 통합(예: BBU, PCS 통합형 PSU) 으로 인한 단가 및 contents 증가에서 비롯됨

• 차세대 데이터센터의 800V급 고전압 직류(HVDC) 아키텍처 전환이 PSU 교체 및 신규투자를 유발할 전망

• 시장 구조는 Delta, Vertiv, Eaton 등 4~5개 글로벌 플레이어 중심으로 집중될 것으로 예상됨

• AI 서버용 PSU는 전력밀도가 높고, 이중화 및 에너지 변환 효율이 중요해지며 고마진 제품 비중이 늘어남

• 2028년 PSU 수요는 380억 달러 규모로 2024년 대비 약 6배 증가하며, 기존 AC/DC PSU 대비 고효율형 PSU로의 세대 전환이 진행될 전망

3. 액체냉각(Liquid Cooling) 시장

• AI 칩 TDP가 2~5kW 수준으로 급상승함에 따라 공랭식 냉각의 한계가 빠르게 노출되고, 액체냉각 시장이 폭발적으로 성장할 것으로 전망됨

• 2025–28년 51% CAGR로 성장, 2028년 시장규모 304억 달러 예상

• Micro Channel Lid(MCL) 기술이 차세대 냉각 솔루션의 핵심으로, GPU TDP가 2~3kW를 넘어서면 필수적인 냉각 방식으로 자리잡을 전망

• MCL은 기존 냉각 뚜껑 대비 약 9배 높은 ASP를 형성하며, 2025–28년 CAGR 약 100%로 가장 빠른 성장을 보일 것으로 추정

• 초기에는 Micro Channel Cold Plate(MCCP) 가 2026년 하반기 Rubin GPU에 탑재되며 과도기적 역할을 수행. 이후 MCL이 주류로 전환되며, 냉각 TAM의 중심이 ASIC 및 AI GPU 시장으로 이동할 전망

• QD(Quick Disconnect) 및 Rack Manifold, CDU(냉각분배유닛) 등의 부품 시장도 병행 성장

• 주요 수혜 기업은, 대만: Jentech, AVC, Fositek, Auras, Delta, 글로벌: Vertiv, Envicool

• 특히 ASIC용 액체냉각의 확산이 Nvidia 이후의 새로운 성장 모멘텀으로 부각됨

4. 전력 장비 및 에너지저장 시스템(ESS)

• AI 전력수요 급증으로 송배전망 확충 및 전력장비 교체 사이클이 본격화될 것으로 전망됨

• 미국 전력유틸리티 투자(EEI 기준) 는 2025년에만 전년 대비 15% 이상 증가 예상

• HD현대일렉트릭, LS일렉트릭, 효성중공업, Sieyuan 등 아시아 전력장비 기업들은 강력한 수주잔고(효성중공업은 매출의 2.5배 이상)를 보유하고 있어, 단기 주가 상승 이후에도 중장기 P/E 리레이팅 여지가 남아 있음

• 차세대 데이터센터용 HVDC 전력장비, ESS, 스마트 스위치기어, 변압기 고사양화가 본격화되며 다년간 구조적 업사이클 전망

• 또한, 데이터센터의 전력수요 집중으로 에너지저장시스템(ESS) 이 전력공급 병목 완화의 핵심 솔루션으로 부상할 전망

5. 원자력 및 전력망 보강

• 전력수급 불균형 및 탄소규제 하에서 원자력 발전이 ‘AI 인프라 전력공급’의 병목 해소책으로 재조명되고 있음

• SMR 및 기존 원전의 재가동이 데이터센터 전력망 안정화의 장기적 대안

• 한국 주요 수혜주로는 한전기술(설계), 현대건설(EPC), 두산에너빌리티(터빈 및 SMR 모듈)

• AI 인프라 확대에 따른 전력수요-공급의 비대칭성을 완화하기 위해 “전력 인프라 + 냉각 + 저장 + 원자력”의 복합적 투자 사이클이 필수적

6. 핵심 투자 인사이트

• AI 서버 전력소모 증가(2025–28년 3~4배)는 PSU 및 냉각 시장의 폭발적 성장으로 이어짐

• 데이터센터 총 전력 성장률(20%)보다 PSU 및 냉각 시장 성장률(64%, 51%)이 높아, 장비·소재 밸류체인 레버리지 효과가 큼

• 구조적으로 가장 유리한 섹터는 다음 4개 영역:

1. 전원공급장치(PSU) – Delta, Vertiv, Eaton

2. 냉각부품(액체냉각) – Jentech, Fositek, Auras, AVC

3. 전력장비(HVDC·ESS) – HD현대일렉트릭, LS일렉트릭, Sieyuan

4. 원자력 엔지니어링 – 한전기술, 현대건설, 두산에너빌리티

• 요약하면, AI 인프라 확장은 단순한 반도체·서버 투자에 그치지 않고, 전력 인프라 전체 생태계의 구조적 투자 사이클을 견인하는 흐름으로 진화중