行业与公司 * 涉及的行业为**服务器液冷散热行业**，核心讨论围绕**英伟达（NVIDIA）** 及其GB200、GB300、Rubin等系列AI服务器芯片/系统的散热技术演进[1][3] * 涉及的**海外/台系公司**包括：英伟达、Vertiv（负责整体设计）、齐宏（AVC）、双鸿、台达、Cool Edit、Fulmaster、利敏达、威乐（Wilo）、格兰富（Grundfos）、斯陶比尔（Stäubli）、雷默（LEMO）、库里维尔、法国阿克马（Arkema）、台积电、英特尔[1][3][5][6][16][19][21][22][24] * 涉及的**国内公司**包括：工业富联（已进入英伟达供应链）、英维克（与英伟达验证合作）、领益制造、飞龙达、高澜股份、华勤技术、新华三、浪潮信息、中航光电、风光类、永辉电器、UQD、贝斯特、巨化股份、永和股份、湖南智航、天弘科技（为谷歌验证方案）[1][19][21][22][23][24][25] 技术发展现状与趋势 * **技术驱动力**：从GB200开始，芯片发热量大幅增加，风冷方案已无法满足需求，必须采用液冷技术[3] * **当前主流（GB300）**：采用**全液冷板设计**，覆盖芯片、内存和电源部分，一个计算节点上的CPU和两个GPU分别覆盖单独的门板[1][3] * **面临瓶颈**：GB300采用的**单向门板**面临散热负荷上限[1][3] * **未来趋势（Rubin及以后）**：预计2026年Rubin系列需采用**双向门板**或**微通道技术**以解决散热问题[1][3] * **双向门板**：通过相变和更高效的介质选择提升散热能力，是单向门板的改进，成熟度相对较高[1][3] * **微通道技术**：管道直径细化至几十微米，传导效率显著提升，但面临加工难度、均匀性及堵塞等挑战[1][3] * **芯片封装盖板微通道**：台积电和英特尔正在探索的更极端方案，可减少导热环节，但成熟度不及双向门板[1][3] * **静默式液冷**：曾被认为是最终解决方案（如阿里巴巴、字节跳动数据中心项目应用），均温性好[3][4] * 因双向门板和微通道方案出现及产业链希望延续现有红利，其发展受到影响[4] * 英伟达CEO黄仁勋仍认为静默式是未来方向，但尚未全面推进[4][5] * **局部静默实验**：Vertiv为英伟达NV72系统进行实验，每个托盘局部静默，液体总量约360升，较传统700升减少近一半[1][6][7] * **未来高功率挑战**：Rubin Ultra预计采用NV576架构，单芯片TDP高达1,400瓦，可能需结合双向门板微通道与局部静默技术[8] 技术方案对比与进展 * **NV144项目方案**：目前讨论较多的是**双向门板**搭配**传统制冷剂R134**（自7月起选用），但R134沸点低需加压，存在技术难题[9] * 另一种选择是**四代制冷剂R1233**，沸点19度更合适，但仍面临压力问题[9][14] * **技术路线图景**：预计每年3-4月的发布会公布下一代计划，两条路线（双向门板/微通道）可能在2月前有大致图景，散热方案相较于芯片更具灵活性[10] * Rubin可能继续使用**单向门板并强化微通道**[11] * Rubin Ultra可能采用**单向门板加芯片内盖微通道以及部分静默处理**[11] * **微通道制造工艺**：包括3D打印、传统铲齿加工、蚀刻等，加工难度大[12] * 材料上，铝材因相对易加工而受重视，铜材性能更好但加工难[12] * **微通道技术增量与难点**：除加工难外，还面临界面材料选择等挑战，对制造精度和系统稳定性要求更高[13] 关键部件与材料发展 * **液体介质演变**： * 早期：水或乙二醇混溶液、氢氟醚（因介电常数不稳定被淘汰）、二聚体（因微毒性式微）[14] * 当前流行：**R1233制冷剂**（沸点19度），对大气破坏较小，更环保，尽管价格较高，但在系统总成本中占比相对降低[14][15] * 微通道技术中：**氟化液加乙二醇组合**因低表面张力和良好流动性成为重要选择[15] * **泵**：重要性日益凸显，微通道技术因管道细小，对泵的平顺性、稳定性要求极高[16][33] * 国际大厂（威乐、格兰富）已成立专门部门进行改进[16] * 国内厂商正在快速追赶[16][18] * **界面材料**： * 趋势：从传统导热硅脂（导热系数4-7 W/m·K）升级到**液态金属**（导热能力至少是传统材料的十倍），操作难度增加[16][32] * 新材料：石墨烯（导热系数可达20-30 W/m·K）、碳化硼等不断加入竞争[16][31][32] * 升级与相变或微通道技术无直接关系，是为提升门板与其他组件间的导热效率[17] * **快接头**： * GB200到GB300：数量从108对增加至252对[2][24][28] * Ruby时代：预计将增加到252对，可能面临供应紧缺[24] * 供应商变化：从主要由欧美厂商（斯陶比尔、雷默）提供，转向国内供应商（中航光电、风光类、永辉电器、UQD、贝斯特等）开始送样或合作，以满足需求并降低成本[1][24] 成本分析 * **GB200到GB300成本变化**： * 液冷板总成本上升约**20%至30%**[2][29] * 主要成本上升集中在**快接头**和**洗管**部分[2][29] * 快接头数量从26个增加到72个，加工难度和出水口数量大幅增加[29] * 气管的Many fold加工难度提升[29] * GB200液冷板部件总成本从**49,000美元**增加到**59,000美元**[29] * **双向门板对成本的影响**： * 会显著增加系统成本，相比单向系统再增加约**18%** 的成本，从5.9万美元增至6万多美元[30] * 成本增加因素： 1. **冷却液成本高**：制冷剂或氟化液价格远高于水加乙二醇混合物（例如，一个节点制冷剂费用至少60美元 vs 水乙二醇混合物10-20美元）[30] 2. **需额外添加冷凝器**[30] 3. **因需加压，密封材料和泵等部件需升级**[30] * **微通道技术成本**：尚未大规模应用，具体成本难以准确估算[30] 市场竞争格局 * **GB200阶段供应商格局**：齐宏（市场份额约30%）、双鸿（约20%）、台达、利敏达、Cool Edit、Fulmaster等，国内厂商份额较小[19] * **GB300阶段格局变化**：齐宏和双鸿因早期红利仍保持领先，但国内厂商（如工业富联）凭借成本控制和快速反应能力逐渐占据市场，已宣布进入英伟达供应链[1][19] * **技术路线对竞争格局的影响**： * **双向冷板**：管道结构变化不大，竞争格局变化有限，主要是国产厂商与台系厂商的价格战[20] * **微通道技术**：因加工精度要求高（如10微米级别），可能引入新玩家（如大学团队、研究机构），并对传统门板厂商造成较大冲击，但非完全颠覆[20] * **国内外供应链差距**：液冷发展时间短（约三四年），欧美和台系公司因与英伟达早期关系紧密占据第一波红利[21] * 随着技术普及，国产方案设计公司（英维克、华勤、新华三、浪潮等）开始进入，并以进入英伟达供应链为目标，通过并购合作（如东阳光控股中际旭创）增强联系，差距在缩小[21] * **国内厂商进展**： * **英伟达阵营**：英维克在冷板方案设计上与英伟达合作紧密；领益制造对标工业富联；在微通道、门板加工、液体冷却（如制冷剂厂商巨化、永和）等环节有强竞争力[22] * **ASIC阵营（谷歌、Meta等）**：芯片功耗较低，急迫性待观察，但谷歌已通过天弘科技搭载R134a方案6个月验证，计划大规模应用，一年内服务器需求可带来约**3,000吨**制冷剂增长[25] * ASIC阵营更关注成本控制，对厂商排斥性较弱，新兴国产厂商更有机会切入[26][27] 其他重要信息 * **国内高校研究**：浙江大学、湖南大学、中科院、上海交通大学（邓涛教授团队研究仿生气管微通道）等正在积极研究微通道技术[34] * **新材料应用前景**：金刚石、碳化硅等可能用于界面材料，但目前实际应用有限，更多是石墨烯、碳化硼等替代材料的研究[31]