液冷技术新方向及GTC大会液冷总结

报告行业投资评级 - 行业投资评级:优于大市 [2] 报告核心观点 - AI时代下,液冷技术已成为大势所趋,冷板式液冷仍是未来3-5年内的主流方案,同时微通道、3D打印、金刚石散热、液态金属等新技术新材料是更受关注的前沿优化方向 [4] - GTC 2026大会对AI芯片指引乐观,并释放了液冷的积极信号,英伟达预计到2027年底其新一代AI芯片累计营收将跨入1万亿美元时代,并正式提出AI工厂理念,推动数据中心向高密度、全液冷方案演进 [4][63] - 随着算力密度提升,全液冷方案成为刚需,以英维克为代表的国产温控厂商有望在全球市场取得突破 [69][83] 液冷技术新方向总结 - 冷板式液冷仍为主流:目前冷板式液冷仍是未来3-5年内的主流方案,其特点是冷却液不直接接触电子器件,兼容性强、易于维护,但存在节能收益不显著、标准化难度大的问题 [4][9][15] - 微通道技术(MLCP):该技术将传统覆盖在芯片上的金属盖和上方的液冷板整合成一个单元,内部形成微米级(如30-150微米)流道,使冷却液直接流经芯片表面,彻底取消了独立的散热盖和TIM2层,热传递路径或可缩短50%以上,最大支持散热设计功耗超过2000W,热阻小于0.05℃·cm²/W,但单价可达传统水冷板的3~5倍,目前仍处于测试与验证阶段 [4][16][18][24] - 3D打印液冷冷板:能制造传统工艺无法实现的复杂内部结构,具备一体化成型无泄露、开发周期短等优势,设计迭代速度比传统方式快3倍,开发周期从数月缩短至2个月以内,目前已从实验室走向商业化应用 [4][30] - 金刚石散热材料:金刚石室温热导率可达1000–2200 W/m·K,是铜(约401 W/m·K)的5倍,是目前自然界热导率最高的块体材料,化学气相沉积(CVD)是主流制备路线,可制备热导率2000W/(m·K)以上的多晶金刚石晶圆,全球首批搭载Diamond Cooling®技术的英伟达H200 GPU服务器已投入运行,在高环境温度(最高50°C)下可实现约15%的FLOPs/W提升 [4][31][32][37][45] - 液态金属热界面材料:以镓基合金为核心,导热系数达15–73W/m·K,为高端硅脂的6–7倍,可将热阻降至0.05℃·cm²/W以下,实现芯片降温5–10℃,但当前产业化面临成本高(单块GPU的液态金属TIM成本约为传统硅脂的20–30倍)与规模化制约 [4][52] GTC大会释放液冷积极信号总结 - AI芯片营收指引乐观:英伟达CEO黄仁勋预计,到2027年底,公司新一代AI芯片(BlackWell与Rubin架构)的累计营收将正式跨入1万亿美元时代 [4][63] - 推出AI工厂与高密度液冷方案:大会正式提出AI工厂理念,推出NVL72液冷机架,单机柜功耗超200kW,算力密度提升4倍;发布的BlueField-4 STX存储架构能效比传统架构高4倍;通过普及800V高压直流供电等技术,推动数据中心PUE降至1.1以下 [4][69] - 新平台集成液冷技术:Vera Rubin平台集成72颗Rubin GPU和36颗Vera CPU,训练大型混合专家模型所需GPU数量仅为上代Blackwell平台四分之一,推理吞吐量/瓦特提升高达10倍;整合的Groq 3 LPX平台也采用液冷散热,单个机架配备256颗LPU处理器 [63][69] 液冷产业链解析总结 - 产业链结构:上游为一次侧、二次侧、ICT侧的液冷零部件(如冷却塔、CDU、液冷板等);中游为系统集成商;下游为数据中心服务商、运营商、互联网公司等 [81] - 主要上市公司布局:报告列举了国内液冷产业链主要上市公司,涵盖解决方案、冷板、快接头、CDU、水泵等多个环节,例如英维克、申菱环境、高澜股份、曙光数创、同飞股份等 [84] - 国产温控厂商机遇:以英维克为代表的国产专业温控厂商已有液冷项目落地(如字节马来西亚项目),并通过与芯片方案绑定等形式,有望在全球市场取得突破 [82][83]

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