【深度】液冷:智算中心散热核心技术(附42页PPT)
材料汇·2025-10-10 23:43

文章核心观点 - AI时代算力芯片功率持续提升,液冷技术凭借其高效散热、节能降噪等优势,正成为智算中心的主流散热方案,市场空间广阔 [3][6][15] - 全球数据中心PUE考核趋严及AI服务器功率密度大幅提升共同驱动液冷技术渗透率加速,冷板式是当前主流方案,浸没式是长期发展方向 [3][15][23] - 液冷产业链涵盖上游零部件、中游系统集成及下游应用,具备系统级能力的专业温控厂商和拥有高性价比优势的国产供应商有望在行业高速增长中受益 [3][61][80] 液冷技术驱动因素 - 散热能力与成本优势:液冷系统散热能力远优于风冷,在每机架40kW的部署下,液冷投资成本比传统风冷节省14% [12];以10MW数据中心为例,液冷方案相比冷冻水方案预计2.2年左右可回收增加的初投资 [12] - 算力功率密度提升:AI GPU机架峰值密度预计从2024年的130kW增长至2029年突破1MW,英伟达GB200超级芯片功耗达2700W,风冷技术已触及散热极限 [15] - 全球PUE政策趋严:中国要求新建大型数据中心PUE降至1.25以内,美国联邦数据中心需在2025年前达到PUE≤1.5,欧洲要求2030年PUE降至1.3以下,液冷技术是降低PUE的关键 [23] - 云服务厂商(CSP)积极采用:包括Meta、Google、AWS、微软在内的主流云厂均已设计和启用液冷方案 [26] 液冷技术分类与架构 - 技术路径:主要分为冷板式、浸没式和喷淋式三大类,冷板式又可细分为单相和两相 [28][29] - 系统架构:液冷通用架构可分为机房侧(含一次侧、二次侧设备)和ICT设备侧,一次侧主要包括室外冷水机组等外部冷源,二次侧包括CDU、Manifold、管路等 [8][53] - 当前主流与未来方向:冷板式液冷是当前主流应用技术,英伟达GB200系列采用100%全液冷架构 [6];浸没式方案是长期发展方向,其PUE可降至1.05以下 [29][41] 市场规模与预测 - 全球市场:预测2026年全球数据中心液冷(二次侧)市场规模有望达100亿美元 [3];其中,北美市场乐观情况下2026年规模有望达100亿美元(英伟达贡献约70亿美元,CSP自研ASIC贡献约30亿美元) [5][57] - 中国市场:预测2026年/2027年中国液冷市场规模有望分别达到113亿元/238亿元 [5][52];国内数据中心液冷渗透率有望于2025年进入加速期 [5] 产业链与竞争格局 - 产业链结构:上游为液冷零部件(冷板、CDU、Manifold等),中游为系统解决方案供应商/集成商,下游为AIDC服务商、运营商、互联网公司等 [3][61] - 系统集成商:系统集成复杂度高,对综合能力要求高,老牌头部温控厂商如Vertiv、英维克等具备优势 [5][67] - 零部件厂商:制造环节存在技术和客户壁垒,台资厂商如奇宏、双鸿、台达电子因早期配合英伟达预研而具备先发优势,但国产供应商凭借性价比有望迎来发展机遇 [5][76] - 商业模式:解耦交付模式(服务器与机柜分离)有利于行业标准形成和灵活部署,是未来趋势 [63][65] 重点公司分析 - 海外龙头:Vertiv(维谛技术)是英伟达独家制冷系统合作伙伴,全球数据中心冷却市场份额达23.5%,在手订单增长迅速 [85][86] - 国内龙头:英维克是国内精密温控龙头,其Coolinside全链条液冷解决方案和UQD产品已进入英伟达MGX生态系统,平台化研发能力和大客户信赖构成核心优势 [81][90];申菱环境、高澜股份、曙光数创等国内厂商在液冷领域均有布局和项目落地 [82][95]