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液冷散热方案有望成为新一代数据中心冷却技术的首选

随着数据中心单机柜功率的持续增长,风冷散热方式已接近其12到15千瓦的极限,无法有效应对当前和未来更高功率芯片产生的散热需求。英伟达DGXA100服务器单机柜功率已达6.5千瓦左右,进一步凸显了风冷技术在高密度场景下的局限性。因此,在AI及高性能计算领域驱动下,液冷散热方案因其显著优势而受到重视,有望成为新一代数据中心冷却技术的首选。


液冷技术相比风冷主要有四个突出优点:

1. 低能耗:液冷散热系统通过智能化设计,能显著降低数据中心整体运维成本中的电费占比(传统风冷数据中心电费占运维总成本60%至70%),采用液冷后节能效果可达20%至30%以上,大幅减少空调和风扇等高能耗设备的使用。
2. 高效散热:针对日益攀升的芯片功率带来的散热挑战,液冷能够有效解决高功率芯片的散热问题,防止局部过热,使芯片运行温度保持在临界值以下10%至20%,从而延长芯片寿命,减少折旧成本。
3. 噪音控制:液冷散热利用泵循环流动介质进行散热,无需高速运转的风机,可大幅度降低噪音污染。
4. 空间利用率与TCO优化:采用液冷方案的数据中心可以将PUE降低到1.2以下,远低于传统风冷,节省大量电费并快速回收初期投资(例如一个10兆瓦的数据中心,液冷方案的POE可以降至1.15,两年多即可回收基础设施投入)。此外,液冷对空间要求较低,有利于实现高密度部署,提高空间利用率,降低总体拥有成本(TCO)。

同时,液冷产业链呈现出细分化特点,其中服务器内部冷板的价值量最高,且具备较高的竞争壁垒。部分公司如英维克、飞荣达等在液冷供应链中具有领先地位,尤其是提供服务器内部冷板解决方案的企业较少,但市场需求旺盛。未来全液冷技术普及后,冷板需求将进一步提升,并带动相关硬件产品的价值增加。

鉴于政策层面对数据中心PUE指标管控日趋严格以及碳达峰、碳中和目标的推动,新建和改造数据中心将更多地考虑采用液冷散热技术以满足绿色低碳的发展趋势。液冷散热不仅能满足高密度数据中心的需求,也是长远来看,无论是新建还是改造现有数据中心时,制冷方式的优先选择之一。

从液冷分类看,目前市场上接触式液冷(静默式、喷淋式)和非接触式液冷(冷板式)各有特点,其中冷板式液冷由于其成熟度高、部署简单快捷、改造成本相对较低等优势,预计在未来几年内渗透率会大幅提升。虽然全浸没式液冷存在液体选择、重量负荷等问题尚待解决,但在长期发展中仍具有潜力。

总结来说,液冷散热拐点即将到来,尤其在高功率芯片普及及AI应用不断深化的背景下,液冷技术凭借其显著的成本效益、散热效率、噪音控制以及空间节约等方面的多重优势,正逐步替代传统的风冷方式,成为数据中心制冷散热变革的关键驱动力。

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综述

2. 随着AI算力需求的增长以及英伟达即将发布的B100系列GPU芯片(单片功率达到1000瓦),传统的风冷冷却方式在处理高功率设备时面临瓶颈。当单机功率超过10千瓦,尤其对于服务器内集成8张GPU卡的情况,风冷方式的上限约为15千瓦,难以满足高效散热的需求。因此,液冷制冷方式逐渐从可选项转变为必选项,预计其渗透率将显著提升。
3. 在海外市场,尤其是面对单芯片散热能力突破1000瓦的大趋势下,包括英伟达在内的全球GPU领军企业对液冷技术的应用预期增强。相关服务器厂商及上游散热供应商也开始表态并采取行动,预示着液冷技术在全球范围内的规模化部署确定性加强。
4. 国内市场方面,华为、运营商、互联网公司如字节跳动等对液冷的态度积极,不仅在AI服务器领域,甚至在通用服务器市场上,液冷技术的渗透速度也在加快,这为整个行业打开了新的发展空间。
5. 英伟达B100系列或后续产品可能采用液冷作为标准散热方案,整柜部署下的功耗要求使得液冷技术的优势更加明显,特别是在单柜功耗高达30千瓦以上的情况下,液冷成为解决高密度数据中心散热Q题的关键手段。
6. 产业链层面,A股上市公司中不同企业在液冷领域的参与程度各异,其中以因课为代表的端到端解决方案提供商具备全链条布局优势,从服务器内部部件级产品(如冷板、管路接头)至机柜级CDU(冷量分配单元)与manifold系统,再到外置的冷凝器等环节都有所涉猎,展现出较好的成长性和市场份额潜力。
7.数据中心运营商润泽也积极参与液冷数据中心建设,与主要互联网厂商合作紧密,液冷机房布局较早且盈利能力优于风冷机房,有望受益于未来大型计算中心采用液冷技术所带来的业绩增长机遇。


Q:
为什么液冷会成为B选项?
A:
因为液冷制冷方式可以解决高功率服务器散热的Q题,而英伟达的B100系列GPU芯片单片功率达到1000瓦,需要液冷制冷方式来解决散热Q题。

Q:
液冷技术的应用范围有哪些?
A:
液冷技术可以应用于普通服务器和AI服务器等领域。

Q:
液冷技术在海外和国内的应用情况如何?
A:
海外方面,英伟达等GPU厂商已经开始引入液冷技术,对产业链的确定性带动较强;国内方面,华为、运营商、互联网厂商等的态度相对积极,液冷技术在通用服务器领域的渗透也可能会比较快。

Q:
英伟达的液冷技术在哪些方面得到了应用?
A:
英伟达的液冷技术在BCBB100系列中得到了应用,包括液冷100系列。目前英伟达也在研发其他液冷系列。

Q:
液冷技术的优势在哪些方面体现?
A:
液冷技术的优势主要体现在提高散热效率和降低功耗方面。在英伟达的服务器中,液冷技术已经成为了提高散热效率和降低功耗的重要手段。

Q:
英伟达的液冷技术的预期销售量如何?
A:
英伟达的液冷技术的预期销售量比较乐观,出货量也在比较乐观地展望。

Q:
液冷技术的主要方式有哪些?
A:
液冷技术主要有冷板式和静默式两种方式。冷板式是通过冷板贴着CPU或GPU散热,静默式则是直接将CPU或GPU浸在液体中散热。

Q:
液冷技术在产业链上的应用和需求如何?
A:
液冷技术在产业链上的应用和需求比较积极。液冷机柜的产能已经有所增加,液冷需求也在增长。液冷技术对于业绩的带动也比较明显。

Q:
液冷方案的成本是多少?液冷方案对基础设施的影响是什么?
A:
液冷方案的成本可能会在百元美金的体量级上有比较明显的一个增长,可能是几倍往上的一个增长。液冷方案涉及到基础设施,最好的就是比如说这代机房可能往后可能可以承载2到3代GPU。

Q:
液冷方案对服务器厂商的影响是什么?
A:
液冷方案对服务器厂商来说是一个收入和利润端的正向带动。

Q:
液冷方案的节奏判断有哪些分歧?
A:
液冷方案的节奏判断上存在接快慢的分歧,但大趋势是液冷的渗透率会提升。

Q:
互联网厂商对液冷方案的态度如何?
A:
互联网厂商对液冷方案的态度比较积极,液冷的份额提升的速度超预期。

Q:
国内AI服务器和通用服务器的市场规模是多少?液冷市场的发展前景如何?
A:
国内AI服务器的市场规模大概是百亿级,通用服务器的市场规模大概是百亿级。液冷市场的发展前景非常广阔,尤其是在AI服务器和通用服务器领域。

Q:
液冷市场的发展趋势如何?
A:
液冷市场的发展趋势是逐步渗透,预计在24年到25年之间,液冷的渗透率可以达到30%到60%。

Q:
国内哪些厂商参与了液冷市场?
A:
国内参与液冷市场的厂商有飞荣达、创新源、中航光电、立讯、森林环境、皋兰、腾飞、曙光数创等。

Q:
液冷市场的主要参与者有哪些?
A:
液冷市场的主要参与者有冷板式的方案、CDU和manifold、液体的热交换器、数据中心的液冷提供商等。

Q:
润泽和因为课公司的特点和市场前景如何?
A:
润泽和因为课公司在数据中心和电子散热领域都有较好的市场前景,特别是因为课在技术端和产品布局端都走的比较靠前,且在华为、服务器厂商、运营商和互联网厂商等领域参与度较高,未来业绩增长具备较好支撑。

Q:
电子散热和数据中心的市场前景如何?
A:
电子散热和数据中心市场前景良好,市场规模在逐步扩大,未来增长速度也会很快,优质公司整体成长性乐观。

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一、综述

1. AI算力液冷投资动态深度解读

AI领域持续活跃:本周,AI板块依旧保持高度热度,各个细分市场呈现出迥异的发展态势。波动因素解析:市场波动受国内外行业环境变化及关键企业动态影响显著,如英伟达最新芯片发布等重大事件。

2. 算力液冷技术现况与发展趋势

面对单芯片功率飙升至千瓦级别,散热技术亟待升级,预计液冷技术的渗透率将呈加速增长态势,其在整体散热解决方案中的比重将持续提升。政策扶持与国内外对算力需求的增长共同驱动液冷市场发展。华为等头部企业的液冷技术认证,将有力推动国内产业链的成熟与发展。国内外算力需求激增成为液冷技术推广的核心动力。

3. 国内外算力液冷产业全景分析

尽管数据中心液冷渗透率尚不足10%,但随着液冷技术的日趋成熟和PUE要求的提高,液冷市场空间巨大,具备百亿级市场规模潜力,未来渗透率有望大幅提升。当前,IDC厂商和数据中心客户正从不同厂商采购各类液冷设备,以满足多样化需求。

在国内市场,本土企业主导了液冷市场的快速发展,其中英维克、高澜股份等多家企业提供涵盖全产业链布局和端到端的解决方案。蓬勃发展的AI算力需求正强力拉动国内液冷市场的扩容,华为昇腾等国产算力产品的崛起或将带来新的发展机遇。自今年起,国内厂商开始逐步参与国际市场竞争,并积极融入英伟达等全球产业链体系。

4. 算力液冷产业协同发展趋势展望

液冷产业现状:部分服务器厂商虽拥有液冷技术,但通常不独立开发完整的散热解决方案,而是倾向于与第三方散热方案供应商进行合作。在液冷板设计与制造方面,服务器厂商可能发挥更大作用,然而构建全面的液冷解决方案仍需整个产业链通力协作。液冷合作模式呈现多元化特征,部分厂商选择自主研发,而其他厂商则基于成本效益考虑,将液冷部分外包给专业公司进行实施。

二、详细介绍

1. AI算力液冷投资动态解析

近期观察行业动态,无论是国际还是国内层面,都有显著的变化。从国际视角,投资者可能更加关注英伟达最新芯片发布的情况。

2. 算力液冷技术的发展现状与趋势

对于当前算力硬件的冷却需求而言,我们可以以B100为例。一个典型的热能版方案,整机的功耗可能达到1000瓦的水平,而采用封闭式冷却设计,整体承受的TDP可能会稍低。随着单个芯片功耗逼近千瓦级别,散热要求和技术升级不断推动着液冷过程的催化。因此,行业预测,到了B100时代,散热方案将从风冷逐步向液冷转变。虽然不是所有芯片都会使用液冷,液冷技术的渗透率预计将加速提高,这是近期算力硬件行业变化的重要趋势。

国内算力发展密切关联液冷技术的变革,例如华为供应链涉及的服务器内部液冷板、机房外部管路CDU,及其它液冷配件。最近,国内厂商认证流程开放,展示了行业变化的另一个方面。

除了AI领域的应用,液冷技术在超算中心较早投入,互联网公司随着机柜密度提升,也在推动通用服务器及算力设备液冷技术的应用。有三条主线需特别关注:通用型算力的技术升级、与AI相关的需求对比,以及国内外市场需求的差异形成的竞争格局。

液冷技术在计算机领域的应用可追溯至20世纪60年代,如IBM早期企业级计算机的气液混合冷却方式。国内厂商的液冷布局起于2017-2018年,行业标准的发布标志着产业链各环节加速成熟及分工协作的加密。自那以后,液冷技术逐渐在各行业推广。

前两年,市场关注点更多在储能温控上,液冷渗透率已较高,推动成本接近风冷水平。同时,在核电等高安全性与热密度要求场景中,液冷案例亦不少。

目前数据中心温控技术以风冷为主,但液冷渗透率不足10%。运营商积极推广液冷,发布相关白皮书,计划提升液冷渗透率至10%。华为等领头厂商驱动着AI芯片融合液冷技术的发展。

数据中心液冷技术的产业驱动力主要包括:IT技术与芯片功率密度的提升,推动对散热需求的增加;液冷方案提高数据中心的能效,降低整体PUE;国家对数据中心的整体PUE提出的更高要求;产业标准的制定带动行业投资成本的降低。

液冷技术尚未完全成熟,标准统一与上下游协同是现阶段挑战。但随着单机柜功耗升高,液冷的成本优势将日益显现。

长期看,液冷技术的优势在于提升单机柜的散热效率,PUE,以及整体投资成本。散热模式可以划分为冷板式、沉浸式和喷淋式,在国内,冷板式占主要市场份额。

据第三方统计,国内机柜数量可达670万架,按单机柜2.5千瓦标准计算。液冷技术价格已接近风冷,未来有下降潜力,整体市场规模约有百亿元。当前国内液冷市场尚未完全打开,但通用型数据中心及运营商带动的增量正成为市场增长的动力。液冷技术在数据中心的市场规模大约为五六十亿,渗透率不足10%,存在较大发展空间。

液冷市场还包括服务器内部的液冷板和数据中心机房侧需求,如管路连接头和CDU冷量分配单元。目前从订单维度看,两侧需求比约为3比5。服务器内部与机房侧的设备形态不同,前者更依赖与服务器厂商的早期研发配合,后者则环节多且厂商众多,带来了不同的市场机会。

3. 国内外算力液冷产业分析

因此,有一部分由IDC厂商和集成商去进行集中采购,而一些数据中心客户则会选择自行采购分散的组件。它们可能单独采购CDU(冷却分配单元),以及诸如流量分配器和连接器、管路等,最终由不同厂商提供各自的份额。实际上,这展现了两种不同的采购模式。

目前市场格局的变化中,若涉及机房侧的液冷技术,国内厂商已经可以提供支持,特别是CDU和流量分配器方面的产品。主要的厂商,如英维克和高澜股份,都是全产业链布局的代表,提供包括服务器内部和机房液冷配件在内的整套解决方案。尽管他们不生产液冷板,但他们会通过采购的方式来集成完整的液冷系统。当前行业的趋势是提供端到端的解决方案,因此国内在机房侧的液冷参与度相对较高。

在核心环节的参与方面,企业如英维克、高澜股份和生态环境都有所涉及;CDU相关的,同飞股份也参与其中。连接器环节,除了前述公司,中航光电也参与竞争。此外,台湾和欧美地区的厂商也在这一领域有所参与。

液冷板市场则更多关联到电子散热概念。从服务器到通信基站的AOU和BBU,以及消费电子中的PC散热模组和电子元器件等,过去这些市场主要由台湾厂商主导。但随着AI算力的需求增长,国产企业也开始获得市场份额。特别是华为昇腾等国产算力产品的增量需求,是国内液冷市场增长的新驱动力。

投资者对液冷相关的英伟达产业链机会也非常关注。尽管国内厂商在订单方面尚未明显增长,但业界上市公司认为,随着体量增加,技术发生变化,液冷方案渗透率可能提高。例如,A100的材料方案,尽管同时提供液冷和风冷版本,但风冷仍是主流。未来可能会有更多开放给国内厂商的机会。值得一提的是,需求增长可能首先从医疗相关的领域出现。

4. 算力液冷产业协作趋势

关于液冷技术,虽然一些服务器厂商确实拥有自己的液冷相关技术,但他们通常更愿意与专业的第三方合作,共同开发完整的散热解决方案。例如,夜网公司,它不仅涵盖机房内部的液冷系统,还包括容器内部的散热环节。因此,服务器厂商一般不会自行开发整套解决方案。某些厂商可能会自行设计液冷板,再找其他公司生产,这样来看,他们的参与度可能相对较高。不过,整体来讲,从完整的解决方案视角来看,他们通常还是需要与整个产业链合作。现在的合作模式多种多样,有的服务器厂商会选择自行解决液冷技术问题,也有厂商会选择将这一部分外包给其他厂商。我认为,主要还是要从成本效益比来考量。今天的讨论到此为止,若后续有问题,大家请随时提问,欢迎交流。感谢各位参与本次电话会议,会议现在结束。祝大家生活愉快,再见。

 

 

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