通信：数据中心液冷专题报告-高增长AI算力呼唤高效液冷，国产液冷全链条崛起

通信 领先大市-A(维持) 高增长AI算力呼唤高效液冷，国产液冷全链条崛起 2024年5月14日 行业研究/行业深度分析 投资要点： 液冷是解决“算力热”与“散热焦虑”问题的最优解。全球AI算力快速增长，且芯片TDP功率持续提升，AI算力到2026年将超40GW，占数据中心总能耗超40%，将成为数据中心能耗爆发的主要推手。TCO角度来看，当前冷板液冷综合OPEX较风冷已具备优势；且政策对数据中心PUE要求趋于严格，液冷作为最优解有望迎来加速渗透，以H100机柜为例，液冷方案下PUE仅为1.1，较风冷降低约27%，3年周期下液冷方案可较风冷节省成本约6万美元。 资料来源：最闻 头部厂商引领液冷渗透率迅速提升。英伟达率先开启液冷AI算力时代，在液冷配置下，B200芯片在满负荷运作时的热输出可以达到1200W,AI算力可达20petaFLOPS(FP4)；新一代计算单元GB200NVL72采用了液冷机架级解决方案，使成本和能耗降低25倍。华为昇腾910系列液冷版本性能提升明显，已实现AI计算中心全栈液冷交付。Atlas900超级计算机采用了混合液 冷 方 案 ， 实 现 了 超 过95%的 液 冷 占 比 ， 总 算 力 达 到256P～1024PFLOPS@FP16。电信运营商提出液冷三年愿景，计划到2025年保证50%以上项目规模应用。 相关报告： 【山证通信】DeepSeek-V2发布展现国产大模型实力，国产万卡级群迎新投资机 会-周 跟 踪 （20240506-20240510）2024.5.13 【山证通信】山西证券通信行业周跟踪：北美CSP发布财报，AI建设拉动资本开支指引2024.4.29 在冷板式、浸没式、喷淋式三种技术路线中，我们认为冷板式液冷在当前最具性价比、成熟度最高，有望成为未来主流路线。我们预计，到2028年冷板、浸没式液冷数据中心市场空间分别可达641、256亿元，5年CAGR分别为45%、78%；2028液冷板&管路的市场空间合计有望接近533亿元，5年CAGR有望达52%。在数据中心中，冷板式液冷核心部件包括一次侧的冷却塔，二次侧的液冷板、manifold、快速接头，以及用于连接一、二次侧的CDU。浸没式液冷机柜主要结构有服务器设备、液体循环管道、泵浦、监控系统以及电气控制系统，关键部件包括冷却介质、热交换器和二次冷却设备。一次侧成本比例约为60-70%，二次侧约为30-40%，对应2028年一次侧、二次侧的市场空间分别有望超583、314亿元，5年CAGR有望达51%。 分析师： 高宇洋执业登记编码：S0760523050002邮箱：gaoyuyang@sxzq.com 张天执业登记编码：S0760523120001邮箱：zhangtian@sxzq.com 重点公司关注 逻辑一：服务器厂商的冷板、管路通常采用ODM代工方式，定制性强，与主流服务器厂商有合作经验的厂商有望直接受益于液冷渗透率提升的线性增长，建议关注飞荣达（华为链）、科创新源（海外链）。逻辑二：液冷服务器+液冷机柜是液冷数据中心渗透率早期的交付主流模式，有望受益于数据中心改造、新建数据中心等，建议关注英维克、高澜股份、申菱环境。逻辑三：数据中心基础设施整体解决方案主要受益于新建IDC，建议关注曙光数 创、中兴通讯、浪潮信息、紫光股份。逻辑四：包电类型的IDC毛利率可能受益于液冷IDC的低PUE，更有机会取得大型智算中心客户、大型互联网&云计算客户的托管服务订单，建议关注润泽科技、奥飞数据。 风险提示：英伟达、华为等头部AI芯片厂商液冷散热渗透率不及预期；国内液冷数据中心改造和新建进度不及预期；地缘政治风险导致海外液冷服务器国内配套公司市场份额下降；产能扩张过快导致冷板等价格竞争超出预期，毛利率下降。 目录 1数据中心“算力热”与“散热焦虑”，头部厂商引领液冷渗透率快速提升....................................................................6 1.1GPU算力爆发增长下全球数据中心能耗快速提升.................................................................................................61.2液冷具有综合OPEX优势，或加速在数据中心渗透.............................................................................................71.3英伟达、华为、运营商等引领液冷产业快速发展...............................................................................................11 2解读液冷产业链环节，冷板式液冷有望率先渗透.......................................................................................................14 2.1液冷具有冷板式、浸没式、喷淋式三种技术路线，冷板式当前最具性价比...................................................142.2冷板式液冷产业链环节...........................................................................................................................................182.3浸没式液冷产业链环节...........................................................................................................................................20 3投资机会：国内液冷全产业链受益..............................................................................................................................22 3.1服务器内市场：配套ODM订单形式，直接受益IT设备液冷渗透率提升......................................................223.2二次液冷设备：项目制，受益于新建AI数据中心和存量政策性改造..............................................................253.3数据中心基础设施整体解决方案：项目制，主要受益于新建IDC...................................................................273.4IDC：液冷渗透率高的IDC将更好享受AI业务增长红利..................................................................................29 4风险提示..........................................................................................................................................................................30 图表目录 图1：AI算力可预期的未来将逐季环比增长..................................................................................................................6图2：主力GPU厂商的芯片功耗持续上升.....................................................................................................................6图3：Semianalysis对全球数据中心能耗结构的观点....................................................................................................7图4：S&PGlobal对全球数据中心能耗结构的观点......................................................................................................7图5：水的比热更大，液冷能有效散热...........................................................................................................................8图6：当机柜密度大于20kw时需要采用液冷散热........................................................................................................8图7：采用芯片级冷板液冷方案整体TCO较风冷具备明显优势................................................................................8 图8：数据中心能耗分布...................................................................................................................................................9图9：某液冷数据中心能耗分布.......................................................................................................................................9图10：制冷散热设备是数据中心基础设施投资占比较大的部分...............................................................................10图11：华为昇腾液冷人工智能模块化数据中心已经批量交付...................................................................................13图12：液冷系统通用架构原理图...................................................................................................................................16图13：冷板式液冷系统原理图.............................................................