受益于政策和AI技術(shù)驅(qū)動(dòng) 液冷行業(yè)有望迎來持續(xù)高增長(zhǎng)

1、電子設(shè)備散熱問題驅(qū)動(dòng)液冷發(fā)展，政策推動(dòng)數(shù)據(jù)中心能源效率提升

電子設(shè)備發(fā)熱的本質(zhì)原因就是工作能量轉(zhuǎn)化為熱能的過程。散熱是為解決高性能計(jì)算設(shè)備中的熱管理問題而設(shè)計(jì)的，它們通過直接在芯片或處理器表面移除熱量來優(yōu)化設(shè)備性能并延長(zhǎng)使用壽命。隨著芯片功耗的提升，散熱技術(shù)從一維熱管的線式均溫，到二維VC的平面均溫，發(fā)展到三維的一體式均溫，即3DVC技術(shù)路徑，最后發(fā)展到液冷技術(shù)。

根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)液冷行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析與投資前景研究報(bào)告（2024-2031年）》顯示，液冷是使用流動(dòng)液體將計(jì)算機(jī)內(nèi)部元器件產(chǎn)生的熱量傳遞到計(jì)算機(jī)外，以保證計(jì)算機(jī)工作在安全溫度范圍內(nèi)的一種冷卻方法。目前的主流液冷方案，包括冷板式和浸沒式，其中冷板式較多應(yīng)用。

主流液冷方案對(duì)比

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PUE=數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設(shè)備能耗。PUE是評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中心能源效率的核心指標(biāo)，其數(shù)值越接近1，表示數(shù)據(jù)中心能效越高。空調(diào)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心能耗占比僅次于IT設(shè)備，在無法升級(jí)IT系統(tǒng)時(shí)，降低空調(diào)系統(tǒng)能耗是重要環(huán)節(jié)。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)能耗占比從38%下降到18%時(shí)，數(shù)據(jù)中心的PUE也從1.92下降到1.3。

截至2022年全球中大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.55，國(guó)內(nèi)為1.49，根據(jù)“雙碳”和“東數(shù)西算”雙重政策，全國(guó)新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均PUE降到1.3以下，集群內(nèi)PUE要求東部≤1.25、西部≤1.2，先進(jìn)示范工程≤1.15。

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國(guó)家對(duì)于數(shù)據(jù)中心PUE的相關(guān)要求

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各省市對(duì)于數(shù)據(jù)中心PUE的相關(guān)要求

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冷板式液冷已經(jīng)在HPC、AI高密計(jì)算領(lǐng)域商用超過8年時(shí)間，技術(shù)成熟、生態(tài)完善、總體成本可控，整體產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)更為成熟。此外，從實(shí)物圖可以看出，冷板式液冷較風(fēng)冷時(shí)服務(wù)器側(cè)和機(jī)房側(cè)的改動(dòng)均較小，對(duì)客戶的使用習(xí)慣改變不大，硬盤、光模塊等部件與風(fēng)冷一致，運(yùn)維模式、機(jī)房承重與風(fēng)冷場(chǎng)景也較為類似，更適合當(dāng)下進(jìn)行規(guī)模商用?，F(xiàn)階段，中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)以冷板式為主，在智算中心建設(shè)加速的背景下，綜合考慮產(chǎn)業(yè)鏈成熟度、客戶接受度等多因素，短期內(nèi)放量仍將以冷板式方案為主。

資料來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理

2、AI的發(fā)展將帶動(dòng)服務(wù)器出貨量增長(zhǎng)，亦將推動(dòng)液冷設(shè)備的持續(xù)提升

液冷產(chǎn)業(yè)鏈包括上游的產(chǎn)品零部件提供商、中游的液冷服務(wù)器和基礎(chǔ)設(shè)施提供商及下游的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商和各類使用主體。

產(chǎn)業(yè)鏈上游：主要為產(chǎn)品零部件及液冷設(shè)備，包括快速接頭、CDU、電磁閥、浸沒液冷Tank、manifold、冷卻液等組件或產(chǎn)品供應(yīng)商。部分代表廠商有英維克、3M、云酷、競(jìng)鼎、諾亞、廣東合一、綠色云圖等。

產(chǎn)業(yè)鏈中游：主要為液冷服務(wù)器、芯片廠商以及液冷集成設(shè)施、模塊與機(jī)柜等，部分代表廠商有華為、中興、浪潮、曙光、新華三、聯(lián)想、超聚變、英特爾等。

產(chǎn)業(yè)鏈下游：主要包括三家電信運(yùn)營(yíng)商，百度、阿里巴巴、騰訊、京東等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)以及信息化行業(yè)應(yīng)用客戶，主要在電信信息、互聯(lián)網(wǎng)、政府、金融、交通和能源等信息化應(yīng)用。目前，阿里巴巴以單相浸沒式液冷為主要發(fā)展方向，其他用戶以冷板式液冷試點(diǎn)應(yīng)用居多。

資料來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理

2023年6月，三大運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合發(fā)布《電信運(yùn)營(yíng)商液冷技術(shù)白皮書》，提出三年液冷發(fā)展愿景：2023年開展技術(shù)驗(yàn)證、2024年開展規(guī)模測(cè)試、2025年及以后開展規(guī)模應(yīng)用。在技術(shù)路線上，電信運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)階段將主要推進(jìn)冷板式液冷與單相浸沒式液冷兩種方案。當(dāng)前，運(yùn)營(yíng)商數(shù)據(jù)中心仍以低功率機(jī)架為主，考慮到高功率機(jī)架的需求分布，液冷需求或?qū)⒅饕獜陌l(fā)力AI的互聯(lián)網(wǎng)廠商起步，運(yùn)營(yíng)商在液冷產(chǎn)業(yè)推進(jìn)鏈條上排序本應(yīng)較靠后。白皮書的發(fā)布標(biāo)志著運(yùn)營(yíng)商主動(dòng)成為液冷產(chǎn)業(yè)推動(dòng)者，進(jìn)一步加速液冷技術(shù)及生態(tài)成熟。

隨著各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以及人工智能、大數(shù)據(jù)、5G、AIGC等技術(shù)推動(dòng)，我國(guó)算力中心建設(shè)規(guī)模高速增長(zhǎng)。截至2023年，我國(guó)提供算力服務(wù)的在用機(jī)架數(shù)達(dá)810萬標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，算力規(guī)模230EFLOPS。2023年10月，工信部等六部門發(fā)布《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》，到2025年，中國(guó)算力規(guī)模將超過300EFLOPS，其中，智能算力占比將達(dá)到35%。

資料來源：中國(guó)信通院，觀研天下數(shù)據(jù)中心整理

除了國(guó)內(nèi)，全球市場(chǎng)上同樣是AI服務(wù)出貨量持續(xù)增長(zhǎng)的預(yù)期，也將帶動(dòng)液冷行業(yè)的持續(xù)高增長(zhǎng)。2024年，英偉達(dá)發(fā)布B200，采用N4P制程，封裝2080億晶體管，而H100晶體管為800億、采用N4制程，這帶來B200封裝密度提升、功耗達(dá)1000W，對(duì)散熱技術(shù)提出更高要求，預(yù)計(jì)2026年全球A I服務(wù)器出貨量達(dá)到236.9萬臺(tái)。

資料來源：NVD，觀研天下數(shù)據(jù)中心整理（YM）