文章核心观点 随着人工智能、云计算与高性能计算的发展，全球算力需求爆发式增长，数据中心面临严峻的散热挑战。传统风冷技术已难以满足芯片功率密度持续提升的需求，液冷技术凭借高能效、低功耗等优势，正从“可选项”加速演变为“必选项”。国家政策对数据中心PUE要求的持续收紧，进一步推动液冷成为绿色算力建设的必然路径。伴随英伟达等芯片巨头产品迭代与供应链开放，液冷单机价值量持续提升，为国产供应链带来历史性入局机遇。预计2026年全球液冷市场规模将突破千亿元，一场由技术驱动、政策助推、产业链协同的液冷革命已全面开启 [2]。 一、液冷技术：解决数据中心散热压力的必由之路 - **液冷技术是应对高功率散热挑战的关键**：液冷利用液体高导热、高热容特性替代空气散热，具有低能耗、高散热、低噪声、低TCO等优势，是解决数据中心散热压力和节能挑战的必由之路 [6]。 - **核心优势显著**：1) **低能耗**：传热路径短、换热效率高、制冷能效高。2) **高散热**：以2MW机房为例，液冷散热能力是风冷的4-9倍。3) **低噪声**：能降低冷却风机转速或采用无风机设计。4) **低TCO**：液冷数据中心PUE可降至1.2以下，每年节省大量电费 [13]。 - **高度适配服务器功率密度的飙升**：为满足AI算力需求，芯片功耗与机柜功率密度急剧攀升。以英伟达为例，GPU热设计功耗已从B200的700W发展到GB300的1400W，未来VR300潜在达4000W；机柜功率从GB200 NVL72的约140kW，到GB300 NVL72的约180kW，再到Rubin架构规划功率高达370kW乃至600kW，传统风冷已触及物理天花板 [14][15]。 - **从“可选项”演变为“必选项”**：风冷散热一般适用于20kW/机柜以下，20kW以上液冷优势明显。面对急剧攀升的功率密度，液冷已成为保障系统可靠性的关键基础设施 [18]。 - **符合国家PUE要求的解决方案**：PUE是衡量数据中心能效的核心指标，降低PUE关键在于减少除IT设备外的其他设备能耗，其中制冷系统能耗占比最高。国家持续收紧数据中心PUE要求，例如政策要求2025年起新建大型数据中心PUE降到1.3以下，并鼓励采用液冷等节能技术 [21][22]。 - **降低PUE的关键在于压缩制冷系统能耗**：制冷系统约占数据中心能耗的40%。以PUE为1.5的数据中心为例，制冷系统能耗占比超过27%。行业正通过“自然冷”与“液冷”两大技术路径协同推进PUE优化，液冷技术可实现PUE小于1.25的极佳节能效果 [25]。 - **全生命周期成本更低，经济效益显著**：液冷方案虽然初期投资增加，但运行能耗与电费大幅下降。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。规模为10MW的数据中心，液冷方案预计2.2年左右可回收增加的基础设施初投资。以国内某液冷算力中心为例，TCO降低30%，交付效率提升100% [26]。 - **技术分类与主流方案**：根据冷却液是否与热器件接触，液冷可分为直接接触式（如浸没式、喷淋式）和间接接触式（如冷板式）。其中，**单相冷板式液冷**因技术成熟度高、系统稳定性强、改造成本可控，在未来较长时间内仍将是应用的主流方案。浸没式液冷PUE能降至1.13以下，适用于高密度计算场景，但受制于初始投资和运维习惯 [30][34][37]。 二、液冷行业：伴随芯片升级液冷价值量提升，国产链加速入局 - **AIDC价值量构成**：在AI数据中心中，AI服务器（主要是GPU）价值量占比约65%，冷却系统和电源设备合计占比约3-5% [79]。 - **液冷价值量随芯片升级快速提升**：以英伟达GB200到GB300为例，液冷方案从“集成式”大冷板（1块覆盖1CPU+2GPU）变为“独立式”专属冷板（每GPU一块），冷板数量从36块增至108块。测算显示，机架液冷模块价值量从约7.46万元增长至约9.5万元，增幅超过20% [83][84][85][86]。 - **市场规模预测**：预计到2026年，ASIC用液冷系统市场规模将达353亿元，英伟达NVL72液冷系统市场规模将达697亿元。其中，CDU市场规模分别约为88亿元和174亿元 [88][90]。 - **英伟达开放供应链，国产链加速入局**：1) **交付逻辑演进**：从A50/H100阶段的“卖卡+指定独供”模式，到GB200/GB300阶段，英伟达将重心前移至机柜内布局，对柜外环节给出参考设计，由ODM/OEM主导选型集成，外围生态空间扩大。2) **商业模式驱动**：产品定位转向“精装标准化”，允许ODM在柜外侧进行多供方比选。3) **台系ODM/OEM角色抬升**：成为一次+二次侧系统集成者，为本土与高性价比供应商带来增量机会。4) **国产供应链现状与展望**：目前国产厂商多作为二三级零部件和材料供应商，但随着行业成熟和终端CSP注重性价比，国产头部厂商有望作为一级供应商直接进入英伟达体系 [91][92][93][94][98]。 三、Rubin架构展望：微通道盖板&相变冷板为可选方案 - **单相冷板无法适用于Rubin架构**：Rubin架构GPU热设计功耗达2300W，整柜功率约200kW，而单相冷板设计上限为150kW/柜，需要引入新方案 [102]。 - **可行方案一：相变冷板**：通过液体工质在冷板内发生相变（液态到气态）吸收大量潜热实现高效散热，介质以氟化液为主，适配单柜300kW+场景 [103]。 - **可行方案二：微通道盖板**：将高度密集的微尺度冷却液通道网络直接置于冷板基板下方，极大增加换热面积和效率，适用于高热流密度场景 [105]。 - **后续方案研判**：微通道盖板有较大概率成为Rubin架构选择方案。因为后续Rubin Ultra方案单个GPU功耗可能达4000+W，整柜功率超600kW，相变冷板将不再适用，直接采用微通道盖板更有利于后续迭代 [106]。 - **微通道盖板VS传统冷板**：微通道盖板在传热系数、热阻、通道密度、散热均匀性上大幅优于传统宏观通道冷板，但制造复杂性、成本、流体纯度要求及系统控制难度也大幅提升 [111][112]。 四、行业相关公司介绍 - **英维克**：国内AI液冷领域龙头，具备“冷板设计—CDU—冷却工质”全链条能力。2025年前三季度营收40.26亿元，同比增长40.19%；归母净利润3.99亿元，同比增长13.13%。海外市场取得突破，冷板、快接头、CDU等产品通过英特尔验证，并被列入英伟达MGX生态系统合作伙伴，为谷歌提供CDU产品 [118][125]。 - **宏盛股份**：板翅式换热器领军者，产品用于空气压缩机、工程机械等领域。2025年前三季度营收5.54亿元，同比增长6.73%；归母净利润0.64亿元，同比增长34.78%。公司通过合资公司切入服务器ODM厂商广达的供应链体系，有望受益于AI服务器液冷需求 [126][131]。 - **申菱环境**：国内专用空调领导者，业务涵盖数据服务空调等。2025年前三季度营收25.08亿元，同比增长26.84%；归母净利润1.50亿元，同比增长5.05%。公司自2011年布局液冷技术，可提供从一次侧干冷器到二次侧CDU、Manifold等全系列液冷产品，与国内核心公司合作紧密 [132][138][139]。

液冷技术成为数据中心散热必由之路 - 液冷技术是解决数据中心散热压力的必由之路 其具备低能耗、高散热、低噪声和低总拥有成本的优势 并能降低数据中心PUE值以满足国家要求 [1] - 随着芯片迭代和功率密度激增 传统风冷难以为继 引入液冷势在必行 现阶段冷板式液冷占据主流地位 浸没式有望成为未来发展方向 [1] - 液冷系统主要由室外侧和机房侧组成 其中一次侧价值量占比约30% 主要包括冷水机组、循环管路和安全监控仪器等 二次侧价值量占比约70% 核心部件包括CDU、Manifold+快速接头和管路水泵阀件等 [1] 液冷行业伴随芯片升级价值量提升且国产链加速入局 - 伴随芯片升级迭代和功率密度激增 液冷价值量随之快速增长 以GB300-GB200服务器为例 机架液冷模块价值量有望增长20%以上 未来随着Rubin架构升级 液冷价值量有望进一步提升 [1][2] - 根据测算 预计到2026年 ASIC用液冷系统规模达353亿元 英伟达用液冷系统规模达697亿元 [1][2] - 商业模式上 英伟达放权开放供应商名录 代工厂可自主选择供应链 由此前维谛为唯一认证CDU转向多供应方 国产链有望通过二次供应间接进入 随着国产液冷系统成熟度提升及终端云服务提供商更注重性价比 国产链有望作为一供直接进入英伟达体系 [2] Rubin架构需引入新液冷方案 - Rubin架构的热设计功耗达到2300W 整柜功率约200KW 而单相冷板的设计上限为150KW/柜 因此无法适用于Rubin架构 需要引入新的液冷方案 [2] - 可行方案一为相变冷板 其通过液体工质在冷板内吸热后发生相变利用潜热实现高效散热 介质以氟化液为主 适配单柜300KW以上场景 [2] - 可行方案二为微通道盖板 其核心是将高度密集的微尺度冷却液通道网络直接置于冷板基板下方或内部 通道密度可达每平方厘米数百至数千个 判断微通道盖板有较大概率成为Rubin架构选择方案 主要因后续Rubin Ultra方案热设计功耗达4000W以上且整柜功率超600KW时相变冷板将不再适用 直接采用微通道盖板更利于后续迭代发展 [2] 相关公司 - 当前AI服务器算力需求高速增长 带动液冷渗透率持续提升 数据中心对高效、节能换热解决方案的需求进入爆发阶段 建议关注英维克、申菱环境、高澜股份、宏盛股份、中科曙光、捷邦科技等 [3]

液冷技术发展现状与趋势 - 液冷技术是解决数据中心散热压力的必由之路，具备低能耗、高散热、低噪声和低总拥有成本的优势，并能降低数据中心PUE值以满足国家要求 [1] - 随着芯片迭代导致功率密度激增，传统风冷难以为继，引入液冷势在必行 [1] - 现阶段液冷主要方案中，冷板式占据主流地位，浸没式有望成为未来的发展方向 [1] 液冷系统构成与价值分布 - 液冷系统主要由室外侧和机房侧组成，其中一次侧价值量占比约30%，主要包括冷水机组、循环管路和安全监控仪器等 [1] - 液冷系统二次侧价值量占比约70%，核心部件包括CDU、Manifold+快速接头、管路水泵阀件等 [1] 液冷行业增长驱动与市场规模 - 伴随芯片升级迭代，功率密度激增，液冷价值量随之快速增长，以GB300-GB200服务器为例，机架液冷模块价值量有望增长20%以上 [2] - 根据测算，2026年预计ASIC用液冷系统规模达353亿元，英伟达用液冷系统规模达697亿元 [2] - 未来随着Rubin架构升级，液冷价值量有望进一步提升 [2] 国产供应链机遇 - 商业模式上，英伟达放权开放供应商名录，代工厂可自主选择供应链，由此前维谛为唯一认证CDU转向多供应方，国产链有望通过二次供应间接进入 [2] - 随着国产液冷系统成熟度逐步提升，同时终端CSP更加注重产品性价比，国产链有望作为一供直接进入英伟达体系内 [1][2] Rubin架构下的液冷技术方案 - Rubin架构的热设计功耗达到2300W，整柜功率约200KW，而单相冷板的设计上限为150KW/柜，因此无法适用于Rubin架构 [3] - 可行方案一为相变冷板，通过液体工质相变吸收潜热实现高效散热，介质以氟化液为主，适配单柜300KW+场景 [3] - 可行方案二为微通道盖板，将高度密集的微尺度冷却液通道网络直接置于冷板基板下方或内部，通道密度可达每平方厘米数百至数千个 [3] - 微通道盖板有较大概率成为Rubin架构选择方案，主要系后续的Rubin Ultra方案热设计功耗达到4000+W，整柜功率超600KW，此时相变冷板将不再适用 [3] 相关受益公司 - 建议关注英维克、申菱环境、高澜股份、宏盛股份、中科曙光及捷邦科技等 [1]

政策导向与行业趋势 - 国家发改委和能源局发布指导意见，推动新能源与战略性新兴产业及算力设施融合发展，加强协同规划与绿色运行[1] - 政策发布体现了国家对新能源消纳和调控的高度重视，是推动能源结构转型和实现绿色低碳目标的重要举措[1] - 算力需求爆发式增长导致能耗问题凸显，绿色化建设势在必行，部分算力设施存在小而散、能效偏低等问题，节能改造有较大优化空间[1] 储能技术与电网升级 - 储能系统是调节电力供需矛盾的核心手段，可化解绿色能源间歇性与算力设施持续高负载不匹配问题，为高比例使用绿电提供技术基础[2] - 中国新型储能装机规模超过1亿千瓦，占全球总装机比例超40%，跃居世界首位[2] - 储能技术路线多元化发展，固态电池、氢储能等前沿技术从示范应用迈入规模化发展阶段[2] - 电网接纳能力决定算力设施绿色发展规模和质量上限，需构建新型电网平台提升承载力，优化电力流向扩大新能源资源配置范围[2] 能源转型现状与企业实践 - 中国风电光伏装机总量在一季度首次超越火电装机总量，能源转型进入高比例新能源为特征的关键阶段[3] - 面对高比例新能源接入挑战，需通过规划协同、技术创新与机制优化提升系统适配性[3] - 秦淮数据作为第三方算力设施方案提供商，坚守零碳战略，业务布局与国家东数西算工程高度契合，着力探索算电协同新路径[3] - 紫光股份加速推进相变冷板等液冷技术开发验证与产品化，满足高密算力集群和高功耗芯片的数据中心降耗需求[4]