数据中心液冷行业深度报告：大模型&大算力带来高功耗，液冷技术有望加速导入

大模型&大算力带来高功耗，液冷技术有望加速导入 数据中心液冷行业深度报告 2023年10月19日评级同 步 大 市评级变动：维持 投资要点： 液冷是一种用液体来冷却电子设备的散热技术，能够显著提高数据中心散 热 效 率。液冷技术根据冷却液与发热器件的接触方式不同，可以分为间接液冷和直接液冷，其中间接液冷主要包括冷板式液冷，直接液冷包括浸没式液冷和喷淋式液冷。冷板式液冷和浸没式液冷是目前主流的液冷形式，冷板式液冷应用最为广泛，在改造成本、可维护性、兼容性方面具备优势；浸没式液冷冷却效果最好，节能性上优势明显，但可维护性和兼容性一般，多用于高功率密度机柜。 当前数据中心温控方式仍以风冷为主，液冷方案中冷板式技术更为普及 。2022年数据中心液冷技术的渗透率大概在5%~8%左右，风冷仍然占据90%以上的市场份额。按照服务器出货量口径统计，2023H1我国冷板式液冷服务器比例为90%左右，浸没式液冷渗透率为10%。 何晨分析师执业证书编号:S0530513080001hechen@hnchasing.com黄奕景研究助理huangyijing@hnchasing.com 数据中心算力与能耗水涨船高，逐渐超出风冷散热阈值，液冷散热已是 趋 势 所 向 。Chatgpt为代表的生成式人工智能模型拉升算力需求，百亿参数成为模型涌现门槛，算力成为大模型性能提升的关键。大模型带来大算力，大算力带来高功耗，Intel的多款CPU芯片的TDP已突破350W，NVIDIA的H100系列GPU芯片TDP更是达到700W。这也导致单服务器和单机柜功率均显著上升，已经逐渐超出风冷散热的覆盖范围，液冷散热已成为必然趋势。 相关报告 1计算机行业8月月报：持续关注AI应用落地进程2023-08-092计算机行业7月月报：持续关注AI业绩兑现2023-07-043计算机行业6月月报：算力需求高增长，Al政策持续催化2023-06-08 PUE限 制 是 现 阶 段 液 冷 技术发展的核心驱动力。PUE代表数据中心能源使用效率，等于数据中心总耗电/IT设备耗电，比值越接近于1，说明能源越接近全部都用于IT设备负载上。我国数据中心平均PUE为1.49，仍有半数区域的数据中心PUE位于1.5以上。近几年，国家与地方出台了一系列针对新建与老旧数据中心PUE的管控计划，明确要求东、西部枢纽节点数据中心PUE分别控制在1.25、1.2以下。而传统风冷方案的数据中心PUE一般在1.5左右，高于政策要求的范围；液冷方案能够有效降低冷却系统的能耗水平，从而将数据中心整体PUE降低到1.05-1.2左右，满足相关的政策要求。 数 据 中 心TCO是 液 冷 技 术 规 模 应 用 的 关 键 因 素 。数据中心总成本（TCO）包括建设成本（Capex）和运营成本（Opex）。根据奕信通科技在2022年数据中心标准峰会发布的报告进行测算，以华东地区数据中心建设情况为例，现阶段冷板式液冷方案的TCO甚至Capex已经低于风冷，浸没式液冷方案的TCO也将在运行五年左右之后出现低于风冷方案的拐点。但是该测算结果依赖于一定的前提条件：如机柜功率达到30KW、不计算服务器折旧和服务器运营支出、水电费与房租等运营成本按华东地区情况计价、采用集中式大型IDC机房且IT设备在12个月线性上架后实现80%负载率、外界气温对制冷系统的能耗求较高等。因此在西北部地区、较小型数据中心等场景下液冷技术的经济性尚没有完全体现。但在数据中心发展的大型化、集约化的趋势下，且液冷方案仍存在每年降本5-10%的空间，再考虑到液冷方案能够有效延长服务器使用寿命，未来液冷数据中心TCO的优势将更加明显。 数 据 中 心 液 冷 未 来 市 场 规 模 估 算 ：到2025年，中国数据中心液冷市场规模将达到359亿元左右，CAGR达到72.4%；AI数据中心液冷市场规模将达到280亿元左右，CAGR达到71.4%；通用数据中心液冷市场规模将达到79亿元，CAGR达到76.2%。 相 关 标 的 和 投 资 建 议 ：由于液冷设备与基础设施主要依附于服务器和机房而存在，建议关注：1）服务器产品技术实力雄厚，积极布局液冷技术的服务器厂商：曙 光 数 创 、浪 潮 信 息；2）多年深耕温控领域，多点布局的机房温控厂商：英维克。 风险提示：产业政策不及预期风险；人工智能技术发展不及预期风险；芯片算力与功耗发展不及预期风险；液冷技术发展不及预期风险；行业 竞争加剧风险 内容目录 1.1冷板式液冷..............................................................................................................................................61.2浸没式液冷..............................................................................................................................................61.2.1单相浸没式液冷.............................................................................................................................71.2.2双相浸没式液冷.............................................................................................................................71.3喷淋式液冷..............................................................................................................................................81.4不同液冷方案的比较............................................................................................................................91.4.1冷板式液冷目前应用最为广泛，在改造成本、可维护性、兼容性方面具备优势...101.4.2浸没式液冷的散热效果和节能性优势明显，但兼容性和维护性一般，多用于高功率密度机柜...............................................................................................................................................101.4.3喷淋式液冷在安装便利性、空间利用等方面有优势，但是现阶段落地应用相对较少.................................................................................................................................................................11 2数据中心液冷行业基本情况与竞争格局...................................................................11 2.1基本情况：数据中心液冷行业如日方升，液冷技术有望加速导入.....................................112.2产业链：涉及环节众多，存在较高进入壁垒.............................................................................122.3竞争格局：行业仍处于技术验证阶段，市场格局尚不明确...................................................14 3数据中心液冷行业未来看点....................................................................................16 3.1 A I推理/训练服务器功耗有望达到10/2kW，液冷方案成为首选...........................................163.2 PUE限制是现阶段液冷技术发展的核心驱动力.........................................................................203.3数据中心TCO是液冷技术规模应用的关键因素.......................................................................233.4液冷技术能够有效延长服务器使用寿命，实现降本增效.......................................................283.5解耦交付模式成为未来发展趋势，助力液冷产业规范化发展..............................................29 4数据中心液冷未来市场规模估算.............................................................................30 5.1曙光数创：中国数据中心液冷时代领军者..................................................................................335.2浪潮信息：服务器龙头“All in”液冷.......................................................................................365.3英维克：精密温控龙头积极布局液冷技术..................................................................................38 6风险提示................................................................................................................40 图表目录 表1：不同液冷技术对比................................................................................................................................9表2：主要厂商液冷技术与产品布局........................................................................................................15表3：通用/AI训练/AI推理服务器配置示例与功耗计算...................................................................18表4：国家对于数据中