行业概述 - 液冷是一种采用液体作为散热介质的技术，通过冷却液体替代传统空气散热，具有低能耗、高散热、低噪声、低TCO等优势 [6] - 液冷技术是解决数据中心散热压力和节能挑战的必由之路，适用于需提高计算能力、能源效率、部署密度等应用场景 [6] - 以2MW机房为例，相同单位下，液冷散热能力是风冷的4-9倍 [8] - 液冷数据中心PUE可降至1.2以下，符合各国严格的PUE政策要求，例如中国要求新建大型和超大型数据中心PUE降至1.25以内，国家枢纽节点项目PUE需小于等于1.2 [8][9] 行业前景 - AI浪潮下大模型更迭频繁，显著驱动算力需求提升，进而带动散热需求提升，液冷正在成为数据中心的主流散热方案 [13] - 全球云厂商加码AI，大模型数量爆发式增长，截至2025年9月，国内完成备案的大模型数量已达890个，较2024年10月的464个增长92% [14][16] - 北美头部云厂商资本开支强劲增长，2025年四大云厂商合计资本开支同比预计增长54.8% [21] - 国内头部云厂商也公布了巨额投资计划，例如阿里巴巴宣布未来三年在云和AI基础设施的投入将超过3800亿元，字节跳动明年将投入1600亿人民币用于AI领域 [23] - 根据Precedence Research预测，全球数据中心市场规模有望从2025年约4000亿美元增长至2034年破万亿美元，10年CAGR为11% [25] - 芯片及服务器功率不断攀升，英伟达GB200芯片TDP提升至1200W，GB300提升至1400W，2026年将发布的Rubin GPU热功耗可能提高至2.3kW [28][102] - 根据Vertiv，风冷芯片的解热上限为TDP<1000W，TDP超过1000W的芯片必须采用液冷方案，风冷机柜的散热能力上限为单机柜80kW [33] - 英伟达GB200/300 NVL72机柜在芯片侧以及机柜侧的功耗均已超过风冷方案的解热能力上限，必须采用液冷技术 [33] - 海外云服务厂商加快AI ASIC布局并引入液冷方案，例如谷歌第七代TPU Ironwood支持10MW级别液冷机柜，AWS新一代AI服务器将使用液冷方案 [34] - 预计2025年谷歌和AWS的ASIC合计出货量将达到300万片以上，ASIC市场扩张将推动液冷需求进一步提升 [35] - 2025年华为推出CloudMatrix384超节点并已销售300余套，国内已有9家厂商加入超节点之争，国产芯片出货高增将给国内液冷市场带来高增机遇 [38] - 我国政策推动数据中心液冷发展，例如《关于深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》明确表示要推广液冷等先进散热技术 [39] 液冷系统架构及技术路线 - 主流液冷技术方案包括冷板式液冷和浸没式液冷两种，喷淋式方案国内实施较少 [44] - 冷板式液冷在可维护性、空间利用率、兼容性方面有优势，但成本相对较高；浸没式液冷在空间利用率与可循环方面表现好，能降低能耗 [44] - 液冷系统通用架构可分为三个部分：热捕获、热交换、冷源 [47] - 液冷系统分为室内侧和室外侧，室外侧包含室外冷源、一次侧冷却液，室内侧包含冷量分配单元（CDU）、二次侧冷却液以及液冷机柜 [50] - 冷板式液冷分为单相冷板和两相冷板，单相冷板液冷仍是当前市场主流 [58][59] - 单相冷板二次侧冷却液主要包括乙二醇溶液、丙二醇溶液和去离子水 [63] - 随着芯片功耗攀升，双相冷板技术成为未来演进方向，其综合散热能力更强，可达300W/cm²以上 [67][68] - 目前双相冷板主流工质方案包括R134a和氢氟醚（HFE） [71] - 浸没式液冷分为单相浸没式和双相浸没式，单相浸没式通常选择沸点较高的冷却液，如氟碳化合物和碳氢化合物 [74] - 硅油是综合性价比良好的浸没式液冷工质，具有较高的热导率、电绝缘性和化学稳定性 [80] - 矿物油具备价格与环保优势，但长期可靠性较差；合成油性能优势明显，但需留意材料匹配性 [83][87] - 浸没式冷却液中的氟化液主要包括全氟聚醚（PFPE）、氢氟醚（HFE）、氢氟烃（HFC）、氢氟烯烃（HFO）等 [88] - 全氟聚醚（PFPE）优势体现在安全性能、环保合规性两大维度，但GWP值>5000 [93] - 全氟烯烃（PFO）是较为理想的浸没式液冷用含氟冷却液，因其含有不饱和键可快速降解，GWP值较低 [95] - PFAS（全氟烷基和多氟烷基物质）引发全球关注并面临禁用，可能催生替代机遇，如氢氟烯烃（HFO）、二氧化碳和硅油等 [98][100] - 英伟达GB200/GB300 NVL72单柜热设计功耗高达130kW-140kW，已导入液对气（L2A）冷却技术 [102] - 针对更高功耗的Rubin GPU，“微通道水冷板（MLCP）”技术有望成为下一代散热主流趋势，可能将单机柜价值量进一步提升 [102] - 英伟达下一代Rubin NVL144采用100%液冷，性能预计将是GB300 NVL72的3.3倍 [103][105] 行业现状及市场空间 - 液冷在能效上优势显著：冷板式液冷PUE约为1.1-1.2，浸没式液冷PUE小于1.09，而风冷PUE通常为1.4-1.6+ [107] - 据施耐德电气测算，以20kW、40kW的数据中心为例，液冷较风冷分别可节省10%、14%的投资成本 [107][113] - 冷板式液冷相比风冷，节能率高达76%；浸没式液冷相比风冷，节能率高达93%以上 [107] - 短期冷板式液冷将率先大规模商用，据《电信运营商液冷技术白皮书》预测，在2027年前，冷板式仍将占据主流地位，占比逾80% [111] - 中长期随着芯片功耗攀升及PUE限值趋严，高功率密度的智算中心将加速转向浸没式方案 [111] - 据Cognitve Market Research数据，2024年北美地区约占全球计算机液冷市场份额的40%，欧洲市场占比约30%，亚太地区占比为20%，预计2025年亚太地区占比将增至25% [114] - 全球头部液冷供应商以台资和欧美企业为主，CMR数据显示2024年维谛占据液冷最大市场份额，但仅为15% [114] - 国内液冷系统解决方案供应商主要包括英维克、高澜股份、申菱环境、曙光数创等，已实现液冷全栈解决方案落地交付 [118] - 国内厂商在液冷板、CDU、UDQ、Manifold等核心部件以及液冷泵、冷却液、热界面材料等细分领域均有布局 [118] - 中国液冷产业覆盖完整产业链，技术指标达到国际顶尖水平，在全球液冷专利TOP20榜单中，华为、浪潮、中科曙光等7家中国企业上榜，占比35% [119] - 中国企业通过自产核心部件和材料革命（如尼龙替代金属）大幅降低成本，国产化率从不足10%提升至30%以上 [119] - 液冷交付模式包括一体化交付与解耦交付，基于技术路线尚处发展初期，两种交付方式并存，未来标准化可能推动解耦交付模式发展 [120]