今天分享的是：数据中心互联技术专题五：液冷—智算中心散热核心技术 报告共计：43页 《数据中心互联技术专题五：液冷—智算中心散热核心技术》由国信证券于2025年9月发布，聚焦液冷技术在智算中心散热中的核心作用、市场规模、产业 链及技术发展。随着AI芯片功率提升，设备功率密度突破风冷极限，液冷因温度传递快、散热能力强、节能省空间等优势成为主流，且全球PUE考核趋严 （中国要求新建大型数据中心PUE≤1.25，欧洲2030年需≤1.3），推动液冷渗透率提升。液冷系统分机房侧（一次侧含冷却塔、冷水机组，二次侧含CDU、 Manifold、管路等）与ICT设备侧（冷板、浸没式设备），当前以冷板式为主（英伟达GB200系列采用全冷板架构），浸没式为长期方向，另有喷淋式等技 术，冷板式兼容现有架构易维护，浸没式PUE更低（<1.05）但成本高。市场规模方面，2026年全球液冷（二次侧）有望超百亿美元，北美冷板式单位价值 量1040美元/kW，预计2026年市场达100亿美元（含CSP云厂ASIC及英伟达GPU需求）；国内冷板式单位价值量5000元/kW，2026/2027年市场规模预计 113/238亿元。产业链上游为零 ...

行业投资评级 - 投资评级为优于大市 [2] 核心观点 - AI时代数据中心热密度加速提升 液冷正在成为智算中心主流散热技术 [7] - 液冷与风冷技术相比具有温度传递快 带走热量多 噪音低和节能 节省空间的优势 [7][11] - 全球各地区PUE考核趋严 液冷渗透率有望持续提升 [7] - 液冷通用架构可分为机房侧和ICT设备侧 机房侧包括一次侧和二次侧设备 [7] - 当前阶段液冷应用主要采用冷板式技术 浸没式方案是长期发展方向 [7] - 液冷市场空间广阔 2026年全球数据中心液冷市场规模有望达百亿美元 [8][9] - 液冷产业链中传统海外散热企业有早期先发优势 但国产厂商拥有高性价比 高响应速度 定制化服务等优势 [9] 算力功率密度提升 液冷是未来散热温控主要技术 - 英伟达最新商用B系列GPU采用冷板液冷技术散热 100%全液冷架构覆盖CPU GPU内存等核心部件 [7][11] - 液冷系统通用架构可拆解为机房侧和ICT设备侧两部分 机房侧分为一次侧和二次侧 [18] - 液冷相比风冷具有更高散热能力和更低TCO 根据中兴通讯测算 液冷方案预计2.2年左右可回收增加的基础设施初投资 [22] - 施耐德数据显示 每机架20kW和40kW部署液冷时投资成本比传统风冷分别节省10%和14% [22] - 英伟达B200芯片TDP功耗达1000W GB200超级芯片达2700W [26] - Vertiv数据显示 AI GPU机架峰值密度有望从2024年130kW到2029年突破1MW [26] - 全球数据中心能耗管控趋严 中国要求新建大型和超大型数据中心PUE降至1.25以内 [34] - 美国要求现有联邦数据中心2025年前PUE<=1.5 新建项目需<=1.4 [35] - 欧洲要求2026年起新建数据中心PUE<1.2 2030年现有数据中心PUE<1.3 [35] - CSP云厂包括META Google AWS微软xAI均在设计和启用液冷方案 [39][41] 液冷应用渗透加速 全球市场规模有望超百亿美元 - 数据中心基础设施建设成本中冷却系统成本占比约20%-25% [81] - 风冷 冷板式液冷 浸没式液冷每kW成本比例关系呈现逐步翻倍 [81] - 预测2026年国内液冷市场规模达113亿元 2027年达238亿元 [9][85] - 2026年通用服务器液冷渗透率14% AI服务器液冷渗透率50% [85][87] - 北美市场冷板式液冷单位价值量约1040美元/kW [9] - 2026年CSP云厂自研ASIC芯片带动液冷市场规模有望达30亿美元 [9] - 2026年英伟达液冷市场规模在乐观情况下预测超70亿美元 [9] - 2026年北美液冷市场规模有望达100亿美元 [9][93] - GB300液冷价值量测算为101420美元 对应单千瓦价值量为1043.4美元/kW [92][93] 液冷产业链解析 - 液冷产业链上游为液冷零部件 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 互联网等 [9][97] - 当前液冷交付模式包括一体化交付与解耦交付两种 解耦交付有利于促进行业标准形成 [101][104] - 液冷系统集成复杂难度成倍提升 系统级能力要求高 [106] - 液冷系统关键零部件包括冷板 快接头 Manifold CDU等 [113] - 英伟达液冷核心供应商包括AVC奇宏 双鸿 台达电子 富士康等 [118] - 台资液冷组件公司预计占据全球70%以上液冷组件市场份额 [125] - 国产厂商包括英维克 申菱环境 高澜股份 曙光数创等已在液冷领域布局 [128][130][132] - Vertiv拥有全球数据中心冷却市场23.5%的份额 是英伟达独家合作伙伴 [134][135] 投资建议 - 随着AI芯片功率提升和单机柜密度提升 全球液冷市场有望迎来高速增长 [9][146] - 具备系统级理解能力的专业温控厂商有望更受益行业发展 [9][146] - 国内厂商凭借性价比等优势仍有机会突破海外市场 [9][146] - 重点推荐英维克 预测2025-2027年公司收入分别为70.2/98.4/138.8亿元 归母净利润分别为6.28/9.46/13.86亿元 [139][147]

AI数据中心装机容量增长 - 2024年全球AI智算中心装机容量为7GW 预计至2028年有望进一步增长 [1][2] 数据中心液冷推动因素 - 高散热：芯片功率密度提升导致风冷无法满足散热需求 增加功率成为重要选择 [2] - 高耗电：冷却系统约占数据中心总能耗的40% 制冷耗电是影响PUE值的关键 [2] 冷板式液冷技术方案 - 分为单相和相变两类：单相冷板式冷却介质主要为去离子水 相变冷板式主要以氟化物为主 [1][3] - 传统单相冷板式仅覆盖CPU/GPU等高功耗芯片 相变式液冷技术传热速率更快 [3] - 重点推荐企业：昊华科技 巨化股份 三美股份 [3] 浸没式液冷技术方案 - 冷却液分为合成油和氟化液两大类 [1][4] - 合成油包括碳氢合成油和有机硅油：碳氢合成油中α烯烃(PAO)具良好低温性能 硅油耐高温且绝缘性良好 [4] - 氟化液因化学稳定性高/介电常数低/流动性好成为理想冷媒 包括全氟烃/全氟烯烃/全氟胺/全氟聚醚等 [4] 合成油领域重点企业 - 碳氢合成油重点推荐：卫星化学 [4] - 有机硅油重点推荐：皇马科技(有机硅油改性聚醚生产商) 建议关注：润禾材料 [4] 氟化液领域重点企业 - 重点推荐：新宙邦 巨化股份 华谊集团 永和股份 [4] - 建议关注：八亿时空 及未上市公司浙江诺亚/天津长芦 [4] 散热组件领域 - 重点推荐：德邦科技 [5]

**行业与公司** 液冷行业 数据中心温控解决方案[1] 涉及公司包括英伟达 中国曙光 高澜股份 申菱环境 银轮股份 英维克 飞荣达 同飞股份 中光电 飞龙股份 拓普集团 川环科技 速联 凌云 鹏鼎控股 显盈科技等[1][3][6][8][9][10][11] **核心观点与论据** * **驱动因素** 国家政策提升数据中心PUE标准至1.2甚至1.1 传统风冷系统无法满足要求[1][2] 芯片算力提升导致功耗增加 工作温度控制至关重要 芯片温度每升高10度寿命衰减50% 每升高1度影响效率释放约10%[2] * **市场规模与渗透率** 全球液冷市场2025年空间约150亿人民币 2026年预计增长至1,500亿人民币以上 实现10倍以上增长[1][4] 国内市场渗透率2025年仅几个百分点 预计2027-2029年达30%-40%[1][4] * **技术路径** 液冷技术主要分为喷淋式 冷板式和浸没式三种 目前以冷板式为主导 未来可能向浸没式演进[1][5] 英伟达MBR72机柜单机柜价值量约80万人民币 其中液冷热板约25万 CDU约30万 manifold大几万 软管约2万 快接头约15万[1][5] * **CDU领域竞争格局** 国内厂商如英伟达 中国曙光 高澜 申菱和银轮等占据主导 海外厂商包括维谛 Gucci和施耐德等[1][6] CDU距离芯片较远 商务拓展相对容易 国内自主品牌有望最快进入海外市场[6][7] * **冷板领域竞争格局** 冷板直接贴在芯片背侧 漏液是关键指标 核心参与者包括台企KLMS和AVC 以及国内企业英维克 飞荣达 同飞 中国光电等 商务关系门槛高[1][8] * **快接头领域竞争格局** 服务器快接头要求精密度高 连续五次插拔漏液量不超过0.25滴 主要供应商来自欧美和台湾地区（如CBC和Pico） 国内供应商包括英维克 川环 速联 凌云和鹏鼎等[3][9] * **Manifold领域竞争格局** Manifold零部件相对简单 内资企业布局较多 包括中光电 申菱 英维克和银轮等[10] * **汽车热管理公司协同** 汽车热管理公司如飞龙股份具有先发优势 在国内市场独供华为并全面覆盖英伟达链条 银轮和拓普具备集成化能力并通过台厂进入英伟达供应链 显盈科技通过深度捆绑富士康进入英伟达供应链[3][11] **其他重要内容** 液冷技术从2023年开始受到关注 经历了多轮市场交易热度[11] 相关标的公司均具有完善利益弹性测算表并进行深度跟踪分析[11]

液冷技术发展背景与市场前景 - 英伟达即将发布专为AI推理设计的AI服务器NVIDIA DGX GB300 NVL72 采用完全液冷式机架设计 引领AI服务器液冷新潮流 [1] - 传统风冷方案难以满足机柜功率密度20 kW以上的人工智能集群散热需求 [2] - IDC预计中国液冷服务器市场24-29年年复合增长率达46.8% 29年市场规模将达162亿美元 [1] 液冷技术分类与特性 - 冷板式液冷技术成熟且应用广泛 但冷却效果上限较低 [2] - 浸没式液冷冷却效果优异 但经济成本较高且对材料要求高 [2] - 喷淋式液冷冷却效果优异 但经济成本较高且对材料要求高 [2] 冷板式液冷产业链环节 - 冷板式液冷系统由冷量分配单元CDU 冷板 循环管路 快接头UQD和分水器Manifold等组成 [3] - CDU是系统核心 性能取决于循环泵（流速 扬程参数 功率效率比）和热交换器 [3] - 冷板直接捕获热量 性能核心指标是压降和热阻 可通过相变技术优化 [3] - 冷源采用自然冷源与机械冷源切换模式 自然冷源受气候影响较大 [4] 浸没式液冷产业链特点 - 浸没式液冷二次侧结构简化 仅需密封浸没槽 循环泵与热交换单元 [5] - 冷却液需高沸点油类（单相）或低沸点氟化液（两相） 氟化液可能受环保限制 [6] - 与IT设备兼容性要求高 HDD无法直接置入冷却液 SDD兼容性更佳 [6] 喷淋式液冷产业链特点 - 喷淋式液冷采用无相变模式 冷却液需具备高沸点 绝缘导热 抗氧化特性 [8] - 通过分液管实现点对点精准喷淋 可按发热量需求控制流量 [8] 上游材料投资机会 - 电子氟化液是浸没式/喷淋式核心材料 具备高绝缘性 不易燃 低毒无腐蚀性特性 [9] - 液态金属TIM材料（铟 镓）导热系数最高 完美兼容GPU/CPU导热需求 适用于冷板式及浸没式 [9] - 未来液冷可能采用混合方案：高功耗CPU用浸没式 其他元件用两相冷板 [9] 产业链投资标的 - 液冷全链条方案提供商包括英维克(002837) 申菱环境(301018) 同飞股份(300990) 高澜股份(300499) [10] - 高价值量/低国产化率零部件供应商包括科创新源(300731) 川环科技(300547) 飞龙股份(002536) 飞荣达(300602) [10] - 上游材料供应商包括巨化股份(600160) 新宙邦(300037) 东阳光(600673) 永和股份(605020) 德邦科技(688035) [10]

液冷市场增长驱动因素 - 智算中心液冷市场规模2024年达184亿元 预计2029年达1300亿元 5年增长超7倍[2][10][11] - AI算力需求爆发导致芯片功耗大幅提升 英伟达GB200系统功耗达2700W 突破风冷散热极限[12] - 国家政策要求数据中心PUE指标降至1.25以下 液冷技术显著降低冷却能耗[12] 技术发展现状 - 冷板式液冷成为市场主流方案 预计2030年国内液冷渗透率达30%-40% 其中冷板式占比90%[2][14][16] - 服务器芯片功耗快速提升 CPU功耗过去5年翻3倍达450-500W GPU功耗从450W升至2200W[12] - 单机柜部署密度显著提高 CPU机柜达20kW GPU智算服务器机柜超100kW 最高达900kW[13] 算力基础设施发展 - 2024年中国智算规模达725.3 EFlops 同比增长74.1% 增幅为通算的3倍多[9] - 预计2025年中国智算规模达1037.3 EFlops 增长43% 通算增长20%[9] - 2023-2028年中国智算年复合增长率预计达46.2% 通算为18.8%[9] 市场竞争格局 - 北美液冷市场处于领先地位 谷歌微软率先规模化应用 但整体普及度有限[15] - 全球液冷龙头维谛技术加大开拓中国市场 与英伟达达成重要合作[18][19] - 曙光数创2024年成立新加坡子公司 已在东南亚交付两个液冷项目[20] 行业挑战与解决方案 - 液冷方案面临建设周期长 服务器研发周期长等问题 企业优先选择部署更快的风冷方案[16] - 冷板式液冷存在设计方案不合理 建设质量无保证 运维不当等故障风险[16] - 液冷产业标准规范化快速发展 冷板式技术标准制定逐步常态化 将推动大规模商用[17]

液冷市场规模与增长 - 2024年中国智算中心液冷市场规模达184亿元 较2023年增长66.1% [1][8] - 预计2029年市场规模将达约1300亿元 5年增长超7倍 [1][7][8] - 液冷渗透率目前约10% 预计2030年将达30%-40% [1][14] 算力发展背景 - 截至2024年底全球智算规模达5693 EFLOPS（FP16） 超算规模20 EFLOPS（FP64） [5] - 截至2025年6月中国智算规模达788 EFLOPS（FP16） 机架总规模1085万标准机架 [5] - 2024年中国智算规模725.3 EFlops 同比增长74.1% 增幅为通算的3倍多 [5] - 预计2023-2028年中国智算年复合增长率达46.2% 通算为18.8% [5] 技术驱动因素 - AI算力需求爆发导致芯片功耗大幅提升 突破风冷散热极限 [1][9] - 英伟达GB200系统功耗达2700W 远超风冷1W/mm²物理承载能力 [9] - 过去5年CPU功耗翻3倍 英特尔单颗CPU达450-500W [9] - GPU功耗从450W上升至2200W 涨幅超5倍 [9] - 智算服务器单机柜部署密度突破100kW 超智融合服务器单机柜超900kW [10] 液冷技术路线 - 冷板式液冷将成为市场主流 预计占比达90% [11][12][14] - 浸没式液冷主要应用于高密度部署细分领域 [12][14] - 冷板式液冷技术相对成熟 对服务器生态改变较少 [12] 行业发展动态 - 国家超算互联网接入七城算力中心 骨干节点突破30家 联合体成员超200家 [6] - 液冷产业标准规范化快速发展 冷板式液冷技术标准制定逐步规范 [14] - 全球液冷龙头加大开拓中国市场 中国液冷企业开始拓展海外市场 [15] - 曙光数创2024年成立新加坡子公司 已在东南亚交付两个液冷项目 [15]

行业市场规模与增长 - 2024年中国智算中心液冷市场规模达184亿元 较2023年增长66.1% [8] - 预计2029年中国智算中心液冷市场规模将达1300亿元 5年增长超7倍 [2][8][9] - 2030年国内液冷渗透率预计至少达30%-40% 其中冷板式液冷占比约90% [12] 技术发展驱动因素 - AI算力需求爆发导致芯片功耗大幅提升 英伟达GB200系统功耗达2700W 突破风冷散热极限 [10] - 服务器芯片功耗过去5年翻3-5倍 CPU从150W升至450-500W GPU从450W升至2200W [10] - 单机柜功耗从传统3000-8000W提升至20kW 智算服务器机柜功耗突破100kW甚至900kW [11] 算力基础设施发展 - 截至2025年6月中国智算规模达788 EFLOPS 机架总规模1085万标准机架 [5] - 2024年中国智算规模725.3 EFlops 同比增长74.1% 增幅为通算的3倍多 [6] - 预计2025年中国智算规模达1037.3 EFlops 增长43% 2023-2028年智算年复合增长率达46.2% [6] 技术路线与竞争格局 - 冷板式液冷成为市场主流技术 对现有服务器生态改变较少且更成熟 [11][12] - 全球液冷龙头维谛技术加大开拓中国市场 与英伟达在液冷领域合作 [16] - 国内龙头曙光数创拓展海外市场 2024年在新加坡成立子公司并交付东南亚项目 [16] 行业发展挑战 - 液冷方案建设周期和服务器研发周期较长 企业优先选择部署更快的风冷方案 [13] - 液冷生态不够成熟 设计方案不合理或运维不当可能带来更高故障风险 [13] - 液冷产业标准正在规范化 冷板式技术标准制定逐步常态化将推动大规模商用 [13]

公司技术优势 - 浸没式液冷相比冷板式液冷散热效率更高 [1] - 浸没式液冷相比冷板式液冷能耗更小 [1]

液冷技术发展背景 - AI和5G等高密度业务推动数据中心功率密度提升 AI服务器功率达2000-3000W 远高于普通服务器的300-1000W [2] - 数据中心面临高热密度和巨额能耗挑战 散热问题成为重大瓶颈 [2] - 英伟达自BlackWell架构开始采用液冷技术 GB200使用单相冷板+风冷方案 DGXGB300系统引入机架级液冷设计 全面转向全液冷方案 [2] 冷板式液冷技术 - 冷板式液冷通过金属冷板紧贴高功耗芯片 冷却液在流道循环吸热 是较早发展的液冷技术 [3] - 单相冷板式液冷不发生相变 适用于中低功率服务器 冷却介质以水和乙二醇为主 占液冷市场70%份额 [3] - 双相冷板式液冷采用低沸点液体如R134a或氟化液 利用相变潜热高效散热 英伟达Rubin芯片或将采用该技术 [3] 浸没式液冷技术 - 浸没式液冷将服务器整机或部件浸入不导电冷却液 通过液体对流和相变散热 适用于超高功率密度场景 [1][4] - 单相浸没式成本更低且无冷却液溢出风险 目前以阿里、字节、腾讯为主采用 [4] - 双相浸没式散热能力更强 但成本和技术成熟度较低 主要应用于浪潮信息和中科曙光超算中心 [4] 冷却介质选择 - 浸没式液冷介质包括矿物油、硅油和氟化液 矿物油和硅油成本低但存在可燃风险和信号传输影响 [5] - 氟化液具有不可燃性、高稳定性和低介电常数优势 但成本较高 [5] - 主流氟化液包含氢氟醚、全氟聚醚、六氟丙烯低聚体和全氟胺 全氟聚醚性能佳但价格贵 六氟丙烯低聚体成本低但存在酸性和挥发性问题 [5] 市场空间预测 - 2025年全球数据中心总装机量预计达114.3GW 2024-2030年平均年新增装机量16.6GW（乐观24GW 悲观9GW） [1][6] - 按液冷渗透率60%和浸没式渗透率40%计算 将新增4万吨氟化液需求 [1][6] - 以25万元/吨价格测算 氟化液市场空间约100亿元 [1][6] 行业标的 - 氟化液领域建议关注东阳光、巨化股份、永和股份、新宙邦、八亿时空、三美股份、昊华科技、东岳集团 [7][8] - 硅油领域建议关注润禾材料、新安股份、兴发集团 [8]