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服务器液冷板块更新
2026-04-23 10:01
行业与公司 * 涉及的行业为数据中心液冷散热行业,特别是服务于AI算力需求的服务器液冷板块 [1] * 纪要核心围绕AI芯片功耗提升驱动液冷技术从可选变为必选,并详细分析了技术路径、市场规模、产业链构成及投资机会 [1][2][6] 核心观点与论据 **1 液冷技术发展的核心驱动力** * AI芯片功耗呈阶梯式增长,单卡功耗超过700W是风冷向液冷转变的关键门槛 [2] * 英伟达B200和B300芯片单卡功耗分别达到1,200瓦和1,400瓦,下一代Ruby架构芯片预计将超过2000瓦 [2] * 主流AI芯片(如英伟达H100及国产升腾、寒武纪等新一代产品)TDP已普遍超过1,000瓦,使液冷成为必然选择 [2] * 超级节点机柜方案(如英伟达NVL72、下一代144/576机柜,国内升腾384、阿里盘古)的快速迭代加速了液冷从“可选”向“必选”的转变 [2] * 数据中心绿色低碳发展需求,对PUE指标有严格要求,液冷方案在PUE上具有明显优势 [2] * 风冷数据中心PUE通常在1.6至1.8之间,而冷板式液冷方案PUE可优化至1.1到1.5的区间,优秀方案可达1.1左右 [2] **2 液冷技术分类与市场主流方案** * 液冷技术主要分为冷板式、浸没式和喷淋式三种 [3] * 冷板式液冷因其技术成熟度和应用广泛性,占据市场80%至90%的份额,是当前主流商业化方案 [1][3] * 喷淋式方案渗透率极低,甚至不足1% [3] * 冷板式液冷产业链可分为室内侧(二次侧)和室外侧(一次侧) [3] * 室内侧核心包括液冷机柜和冷却液分配单元,CDU是关键模组,其核心零部件包括液冷水泵和板式换热器 [3] * 液冷机柜内部核心组件包括歧管、管路(正从橡胶管向波纹金属管升级)以及冷板模组 [3] * 冷板模组包含采用微通道工艺的液冷板、快接头和部分管路,其用量与芯片数量直接相关 [3] * 室外侧主要包括干冷器、冷却塔、冷水机组及压缩机等设备 [3] **3 市场规模与预测** * 2025年是全球液冷市场爆发元年 [1] * 2026年全球液冷市场规模预计将超过千亿元,达到约1,200亿至1,500亿元 [1][5] * 市场主要构成仍以北美市场为主,英伟达和谷歌等公司占据核心地位,国内数据中心建设及液冷渗透率仍处于爬坡阶段 [5] * 市场规模测算逻辑:北美市场依据英伟达及谷歌ASIC芯片出货量、机柜设计方案及单个机柜液冷价值量估算;国内市场基于终端客户资本开支及液冷占比测算 [5] * 展望2027年,从芯片出货量或资本开支角度看,液冷市场及AI相关产业链将迎来爆发式需求增长 [5] **4 技术优势与演进** * **空间效率**:液冷方案显著提升数据中心空间利用率,以8卡算力平台为例,风冷方案机柜高度为6U,液冷方案可降至2U [1][9][10] * **散热效率**:冷板式液冷能够带走整个系统约70%至75%的热量 [11] * **技术演进趋势**:从分散小冷板向大尺寸集成冷板设计回归,GB300及下一代Rubin平台均已明确采用大冷板方案 [14] * **下一代技术路径**: * **微通道盖板**:在封装盖上直接设计流道,是更精细化的方案,目前仍在研发阶段 [4] * **两相冷板**:使用低沸点冷却液通过相变散热,尚未实现大规模应用 [4] * **浸没式液冷**:将电子元器件完全浸泡在绝缘冷却液中实现100%浸透散热,国内已有超算和智算中心建设案例,但基于成本考量渗透率不高 [4][5][12] * **未来材料与技术**:业界正在探索如金刚石-铜复合材料等更高导热性能的材料,以及微通道盖板等更贴近热源的技术方案 [1][15] **5 产业链价值分布与国内厂商定位** * 在GB200机柜液冷方案中,冷板模组价值量占比最高,约40%;CDU价值量占比约30%-35% [1][13] * 目前国内厂商在产业链中更多扮演上游零部件供应商角色,从事零部件加工或结构件生产,附加值和盈利能力相对有限 [4] * 未来发展趋势是从零部件供应向集成度更高、价值量更大的模组化产品集成方向发展 [4] **6 投资逻辑与机会** * **确定性主线一:切入现有供应链**:通过代工或收并购模式,利用目标公司已有客户关系和订单切入英伟达等现有供应链,预计2026年相关公司将实现明确的业绩兑现 [14] * **确定性主线二:国产液冷市场**:以华为、阿里的超级节点方案为代表,国产液冷渗透率在2026年将有显著提升,相关产业链公司有望看到业绩释放 [14] * **预期性机会:谷歌ASIC芯片供应链**:谷歌TPU出货量持续上修,其液冷市场规模仅次于英伟达,且谷歌有意与英伟达错开部分供应商,为中国大陆公司提供了直接切入其供应链的良好机会,已有公司进入审厂阶段 [15] 其他重要内容 **风冷方案的痛点** * 风冷方案依赖风扇阵列和3D VC散热,为8颗芯片散热需占用巨大机柜空间(如H100 8卡机柜配置12个风扇,B200增至20个),导致空间利用效率低下,是其在更高功耗密度下的核心局限 [7][8] **技术挑战与风险** * 冷板生产对工艺洁净度要求极高,需严格控制碎屑,去年(2025年)为英伟达供货的台系厂商曾出现较多冷板漏液问题,反映了新技术在产品设计成熟度和工艺控制上的挑战 [11] * 喷淋式方案对机柜改造成本要求极高,设计复杂,导致其市场渗透率较低 [12] **具体方案细节** * 英伟达在GTC大会上提到的45度水温方案,与干冷器和冷水机组的配置与协同工作密切相关 [3] * 在GB200方案中,一个大尺寸冷板覆盖两颗GPU和一颗CPU [3] * 快接头与冷板一一对应,通常一个冷板需配置两对快接头 [3] * 超级节点机柜功耗大幅提升,如GB200 NVL72机柜TDP达120-130kW,GB300 NVL72机柜TDP接近150kW,下一代Rubin架构机柜功耗还将明显提升 [6]