AI数据中心进入液冷时代 国产供应链正加速入局

文章核心观点 - AI芯片功耗急剧攀升推动数据中心散热技术从风冷向液冷发生结构性转变,市场普遍低估了这一过渡的速度和规模,这将催生一个高达311.91亿美元(约合人民币2205.23亿元)的超级市场周期,并重塑全球供应链格局,为国产厂商带来历史性机遇 [1] 技术驱动力:AI芯片功耗飙升与风冷极限 - AI加速器热设计功耗(TDP)正以惊人速度攀升,英伟达GPU路线图显示:从H100的700W,到B200的1200W,预计明年VR200达1800W-2300W,2027年VR300可能超过3600W,未来Feynman平台功耗或高达5000W-7000W [2] - 芯片功耗飙升导致机柜功率密度急剧增加,GB200 NVL72机柜功率达120-140kW,未来VR300 NVL576机柜功耗可能超过600kW甚至冲击1MW [4] - 传统风冷技术在机柜功率密度超过30-40kW时,因空气导热效率低下的物理特性而达到效率和经济性极限 [4][5] 政策与效率:液冷成为必然选择 - 中国等国家对数据中心PUE(电能利用效率)要求日益严苛,目标在2025年将PUE降至1.3以下 [7] - 液冷技术凭借卓越节能效果(可将PUE降至1.2以下)和更低的全生命周期成本(TCO),成为满足政策与经济效益的必然选择 [7] - 液冷散热能力是风冷的4-9倍,冷板式液冷(DLC)是当前技术最成熟、应用最广的方案,对现有数据中心架构兼容性强,改造成本相对较低 [7] 技术路线分化:冷板与微通道盖板(MCL) - 未来液冷市场将以3500W的TDP为分界线出现分化格局,功耗低于3500W的应用,冷板技术仍是中流砥柱 [9] - 市场对冷板“商品化”和价格战的担忧过度,尽管GPU/CPU冷板价格可能下降约50%,但机柜内其他部件(如NICs、DPUs)新增的液冷需求将抵消下滑,一个完全液冷的VR200机柜整体冷板价值量相比GB300仅下降1% [9] - 瑞银预测到2030年,冷板市场规模(不含MCL)将达到89亿美元 [9] - 对于功耗超过3500W的未来高性能芯片,微通道盖板(MCL)将成为新标准,该技术将冷却液通道直接集成到芯片保护盖中,实现“封装内冷却” [10] - 瑞银预测MCL技术最早可能在2026年第四季度随超频版VR200(2300W)少量采用,并将在功耗达3600W的VR300上成为主流,MCL市场规模将在2027年达到12.5亿美元,2030年增长至27亿美元 [10] 市场规模与增长预测 - 全球数据中心直接液体冷却(DLC)市场规模将从2024年的11.38亿美元,以51%的复合年增长率(CAGR)飙升至2030年的311.91亿美元(约合人民币2205.23亿元) [12] - 增长核心驱动力在于单个机柜的液冷价值量正在翻倍增长,一个英伟达GB200 NVL72机柜的液冷价值约为7.4万美元,而到2030年预计将翻两番达到近40万美元 [12] - 从GB200升级到GB300,机架液冷模块的价值量增幅就超过20% [12] - 瑞银预计到2030年,AI服务器液冷市场将达到237亿美元,非AI服务器的液冷市场也将增长至74亿美元,表明液冷革命正从AI领域向整个数据中心行业扩散 [13] 供应链格局重塑:英伟达“放权”与国产机遇 - 英伟达供应链策略正从“精装交付”转向“开放生态”,在A50/H100时代对CDU等关键部件采取“指定独供”模式(如维谛是GB200唯一认证CDU供应商),但进入GB300及未来Rubin时代,英伟达开始“放权”,仅提供参考设计和接口规范,允许广达、富士康等ODM在柜外环节自主选择供应商 [14] - 这一转变打破了原有封闭供应体系,为更多具备技术和成本优势的厂商打开了进入英伟达生态的大门 [14] - 国产供应链厂商有望通过两条路径切入:一是作为二级供应商间接进入(通过为广达、富士康等ODM供货),二是随着技术成熟和性价比优势提升,未来有望作为一级供应商直接进入英伟达供应商名录 [15][16] - 据东吴证券测算,仅2026年,ASIC芯片所需液冷系统规模就将达到353亿元人民币,而英伟达平台所需液冷系统规模更是高达697亿元人民币 [16] - 台系ODM厂商(如富士康在GB200出货中占比约60%)在AI服务器组装中占据主导,其供应链选择话语权提升,而国产液冷相关企业在管路、精密结构件、温控模块等领域的布局,正迎来前所未有的历史性机遇 [16]