液冷调研- Rubin-Rubin Ultra散热方案及供应链分析, 单机柜价值量测算, HVDC进展, 国内散热和电源厂商竞争格局 – 聚焦英维克-思泉-麦格20250919

EN VIP液冷调研: Rubin/Rubin Ultra散热⽅案及供应链分析,单机柜价值量测算, HVDC进展,国内散热和电源⼚商竞争格局-聚焦英维克/思泉/⻨格⽶特/中恒/欧陆通 制造业 原创 已关注 共享调研纪要2025/09/15 16:21:38 联合发布⼈：Patrick 要点 1. Rubin和Rubin Ultra散热⽅案预测和相关组件价值量测算；2. GB300单机柜液冷价值量测算；3. 浸没式散热所需氟化液体积和供应链分析；4. 国内散热和电源⼚商在NV和ASIC链进展和竞争格局展望。 本⽂共11510字，预计阅读时间24分钟 已享VIP免费 以下是专家观点： 浸没式技术预计会在哪⼀代英伟达机柜中应⽤？其渗透率如何？ 浸没式技术最快可能在Rubin之后的⼀代产品中应⽤，即2027年下半年。从⽬前的验证情况来看，Rubin系列（包括Rubin144和Rubin72）主要采⽤纯冷板或相变冷板的散热⽅案。⽽在下⼀代Rubin Ultra中，正在验证多种技术路径，包括浸没式、冷板加浸没以及冷板相变三种⽅案。根据现阶段测试结果，采⽤浸没式散热的可能性较⾼，其中可能是纯浸没形式，也可能是冷板加浸没形式。对于具体渗透率，如果最终确定为浸没式⽅案，则渗透率将达到100%，因为不会提供多种路径供选择。 浸没式散热技术的必要性体现在哪些⽅⾯？ 浸没式散热技术的必要性主要由芯⽚发热密度决定。当芯⽚单平⽅毫⽶发热密度超过30瓦时，需要采⽤冷板液冷；当超过120瓦时，则需要考虑浸没式散热。这是由于本体换热需求所决定的。与冷板液冷相⽐，浸没液冷通过直接接触实现更⾼效的换热，⽽⾮通过⾦属表⾯间接传导。以机柜为例，传统⻛冷可⽀持单机柜功率密度约250~300千瓦，⽽当功率密度超过这⼀范围（如500千瓦以上），则必须依赖更⾼效的直接换热形式，如浸没液冷。此外，RubinUltra系列（如288和576⽅案）的单柜容量⾄少达到500千瓦，因此采⽤浸没式散热⽅案的⼏率⾮常⼤。 冷板相变与浸没式（即全浸没或部分浸没）两种⽅案在未来应⽤中的可能性如何？ Rubin系列当前倾向于采⽤冷板相变⽅案，⽽在Rubin Ultra系列中，更有可能选择浸没式相关⽅案，即全浸没或部分浸没形式。从专业⻆度判断，全浸没式（即纯浸没）和部分浸没式（即冷板加浸没）的应⽤⽐例将取决于具体需求，但总体趋势显示后者更具优势。 冷板加浸没与纯浸没式相⽐，其成本及性能差异体现在哪些⽅⾯？ 冷板加浸没是⼀种成本较⾼但可靠性更强的解决⽅案。其成本增加主要源于GPU上增加了液冷板，从⽽构成第⼆个回路，同时需要额外管路⽀持。这使得该⽅案⽐纯浸没式贵。然⽽，其优势在于能够通过液冷板先换掉约50%~60%的GPU核⼼发热量，再通过壳体内泡⼊氟化液完成剩余40%~50%的PCB整体换热。在流速较低情况下，该设计降低了管道内壁压⼒及连接接⼝泄漏⻛险，从⽽显著提⾼系统可靠性。因此，在实际应⽤中，更倾向于选择这种混合型设计以平衡性能与可靠性需求。 在液冷⽅案中，CDU和Manifold的需求情况如何？尤其是在采⽤浸没式冷却⽅案时，这些组件的功能和价值量是否会发⽣变化？ CDU在液冷⽅案中是必需的，⽽Manifold的需求则取决于具体采⽤的冷却形式。在当前已知的浸没式冷却⽅案中，例如CoolIT与英伟达合作验证的⼀种竖直摆放机柜形式，其设计并⾮传统的⼤型⽔平柜样式，⽽是分隔成多个隔层进⾏浸没操作。在这种情况下，理论上仍需要Manifold，但其结构和功能会有显著变化。例如，传统⽤于服务器托盘内部横向布置的⼩型Inner Manifold可能不再需要，但竖直摆放机柜中的主Manifold仍然必不可少。此外，在浸没式冷却中，⽔槽（Tank）将成为液冷设备的⼀部分，其制造要求也将提升。⽔槽不再是简单由⼴达或鸿海通过折弯⼯艺⽣产的铁板部件，⽽是需要完全密闭并与液冷设备匹配使⽤。这类⽔槽预计将由液冷设备供应商（如Vertiv或CoolIT）提供，⽽⾮传统服务器制造商负责。 在从GB300到Rubin，再到RubinUltra的发展过程中，液冷相关组件及供应链有哪些变化？哪些供应商可能被替代或新增？ 从GB300到Rubin及RubinUltra的发展过程中，主要变化体现在以下⼏个⽅⾯：1.新增供应商：随着浸没式⽅案引⼊，氟化液（Immersion Cooling Liquid）供应商成为新的关键⻆⾊。2.减少组件需求：部分现有组件，如快速插头和Inner Manifold等，在纯浸没形式下⽤量显著减少。例如，在GB300中，每个托盘内横向布置的⼩型InnerManifold在未来可能被完全淘汰。3.剔除部分供应链：如果采⽤纯浸没形式，则传统⽤于单向冷板液冷的组件（如冷板）及其相关供应商可能被剔除。4.价值量转移：未来⽅案中的价值量确认更多集中在密闭⽔槽和氟化液上。密闭⽔槽将由液冷设备⼚商提供，并作为整体设备的⼀部分出现在系统设计中。 GB300机柜内外各主要部件的构成、价值量及其与GB200相⽐的差异是什么？GB300机柜在功率⽅⾯从GB200的132千瓦提升⾄142千瓦，但整体构成基本 延续了B200设计，仅在局部进⾏了优化。以下为具体分析： 1.布局与功率：• GB300延续了B200的布局，包括18个计算托盘（Computer Tray）和9个交换机托盘（Switch Tray）。•每块CPU和GPU均配备独⽴的⼩型冷板，与B200相⽐更为精细化。2.主要部件价值量：•冷板：CPU单体价值约210美元，共36块；GPU单体价值约270美元，共72块，总计108块。按平均250美元计算，总价值为27,000美元。此外，每个交换机托盘使⽤⼀块较⼤的冷板，共9块，每块450美元，总计4,050美元。•快速插头：每块液冷板对应两对快速插头，共216对；18个计算托盘额外增加36对；9个交换机托盘增加18对，总计270对，采⽤NVQD03⽅案，每对55美元，总计14,850美元。• Manifold：主Manifold两根，每根5,500~6,000美元，总计11,000~12,000美元；Inner Manifold（每个compute tray两根）共36根，每根380美元，总计13,680美元。•⿊⾊橡胶软管：总成本约1,800美元。3.总体成本估算：•仅考虑上述核⼼部件，GB300单柜内相关成本约12万美元，其中包括CDU成本分摊后的5万美元（CDU出货价格⼤概是40万美⾦，对应8个柜⼦）。4.与B200差异点：•冷板数量增加且更⼩型化，以适应更⾼散热需求。•快速插头数量从B200的⼤幅增加⾄270对，同时耐压值提⾼，并符合英伟达NVQD03企业标准。•机柜体积缩⼩⾄原来的2/3，但整体压⼒要求更⾼。 展望Rubin的价值量⼤概如何？ Rubin NVL72和NVL144更⼤概率采⽤相变液冷的形式。以NVL72为例，所需的manifold和快插头应该是完全⼀样的。对应的液冷板，会出现很⼤的变化。 如果是相变的话，液冷板其实除了最下⾯密密麻麻排布的微通道，除了这个设计之外，还要分层，上⾯要有⼀个蒸发层，对应的变成⽓态之后，要回落到最上层去。从最上层换热再流⾛。液冷板对应的单体价值量就不再是平均的250美⾦了，预计⾄少应该提升到300~320美⾦。因为液冷板设计起来⽐较难。从CDU的维度，CDU在完成换热后，需要将⽓态介质重新转化为液态，这要求增加⼀个类似于冷却储罐（tank）的组件。尽管这⼀改动技术难度不⾼，但会导致CDU分摊单柜价值量从当前约5万美元提升⾄5.2~5.5万美元。此外，由于⽓态介质体积远⼤于液态，其压⼒显著提⾼，这可能促使manifold和快速插头等组件在设计上发⽣变化，但数量上不会有明显增减。 采⽤相变冷却技术后，Rubin 72卡机柜整体价值量预计会有多⼤幅度提升？ 单纯从液冷板来看，每块价格提升约70美元，总计108块，对应总增幅约7,000美元；CDU部分则预计增加7,000~8,000美元。因此，预计整体机柜价值量将从当前约12万美元增⻓⾄⾄少13.5万美元。 相变冷板中使⽤何种⼯作介质，其选择依据是什么？ 相变冷板中不可能使⽤⽔或以⽔为基础的介质，因为其沸点通常为100℃，⽽CPU运⾏温度通常仅为70~90℃，⽆法实现有效⽓液转换。因此，需要选择沸点较低的氟化液作为⼯作介质。⽬前市场上主要应⽤的是134A或电⼦氟化液两种⽅案。 ⼀个72卡Rubin机柜需要多少氟化液？其成本如何计算？ ⼀个72卡Rubin机柜⼤约需要80升氟化液。如果采⽤环保要求较⾼、价格为80美元/升的聚醚类氟化液，则每个机柜对应成本约为6,400美元。然⽽，如果选择环保指标稍低但价格更低廉（20~30美元/升）的产品，例如巨化⽣产的⼀些型号，则总成本将显著降低。 数据中⼼的环保标准是否会因地理位置⽽异？例如，在北美、欧洲和东南亚建 造数据中⼼时，环保要求对材料选择是否有不同的限制？ 数据中⼼的环保标准确实因地理位置⽽异。例如，北美和欧洲通常对材料的环保要求较为严格，⽽东南亚地区相对宽松。在北美，某些电⼦氟化液可能受到限制，但这取决于其具体化学成分。电⼦氟化液主要分为聚醚类、HFE系列和烃类三种，其中聚醚类⽬前不受严格的环保限制，⽽烃类产品则存在⼀定的环保⻛险。尽管这些材料都被统称为电⼦氟化液，但在化学性质上完全不同，因此在不同地区使⽤时需根据当地法规进⾏选择。 134A这种材料是什么？它是否适合⽤于液冷⽅案？ 134A是⼀种纯氟利昂，⼴泛应⽤于家⽤空调和⻛冷空调系统中。然⽽，由于其⾼沸点和较⾼的环境影响，⽬前在北美和欧洲已逐步被410A等更低氟含量的新型制冷剂所取代。在液冷⽅案中，虽然134A因其低沸点具有⼀定优势，但由于⽆法满⾜北美等地严格的环保要求，其实际应⽤受到很⼤限制。 为何不再采⽤⼄⼆醇丙⼆醇作为介质？ 这是因为⼄⼆醇丙⼆醇属于⽔基介质，其沸点较⾼，在吸收GPU热量后难以迅速转变为⽓态，从⽽影响换热效率。⽽电⼦氟化液具有更低的沸点，可以更有效地完成热量传递。此外，随着浸没式散热技术的发展，对换热效率提出了更⾼要求，这也进⼀步推动了电⼦氟化液在该领域中的应⽤。 Rubin Ultra这⼀整套液冷⽅案是如何设计并实现散热需求的？ Vertiv⽬前在做的是“冷板+浸没”的双回路设计⽅案。⾸先，将裸露PCB板及相关组件封装成密闭壳体（tank），并竖直排列安装。第⼀回路通过贴合GPU发热点上的液冷板换⾛约60%的热量；第⼆回路则利⽤充满壳体内的电⼦氟化液吸收剩余40%的热量，从⽽实现整体散热需求。这⼀设计满⾜了单柜600千瓦功率散热需求，并且通过双回路结构优化了散热效率。具体配置⽅⾯，每个柜体包含27层托盘，每个托盘密闭处理后灌注30升电⼦氟化液，总计810升。此 外 ，每 块GPU配 备700美 元的⼤ 型冷 板 ，共 计72块， ⽤ 以 ⽀ 持288张 RubinGPU卡。每个托盘成本约7,000美元，总体来看，该⽅案成本较⾼，但能够满⾜⾼性能计算设备对散热能⼒⽇益增⻓的需求。 在当前浸没式散热⽅案中，电⼦氟化液⽤量为何如此巨⼤？这对相关产业链有哪些影响？ 浸没式散热需要将整个PCB板及所有发热点完全浸泡在电⼦氟化液中，因此⽤量极⼤。例如，在Rubin Ultra⽅案中，每个托盘灌注30升，总计810升。这种巨⼤的⽤量直接推动了市场对电⼦氟化液需求的⼤幅增⻓。据观察，⽬前国内许多专注于⽣产此类材料的⼚商正在积极布局，以期抓住这⼀市场机遇。从产业链⻆度看，这种趋势将显著提升相关原料供应商及加⼯企业的发展潜⼒，同时也可能带动新型制冷剂技术创新与成本优化。 单卡所需电⼦氟化液量增加了多少倍？浸没式与冷板式在氟化液使⽤上的差异是什么？ 单卡所需电⼦氟化液量增加了2.5倍。浸没式冷却需要将所有PCB完全浸泡，因此其氟化液使⽤量较⾼，且基本为废弃性使⽤。⽽冷板式则在800-810升基础上额外需要⼀定量（