AI液冷专题：从可选到必选，国产供应链突破加速

电新首席证券分析师：曾朵红执业证书编号：S0600516080001联系邮箱：zengdh@dwzq.com.cn 电动车首席证券分析师：阮巧燕执业证书编号：S0600517120002联系邮箱：ruanqy@dwzq.com.cn 联系电话：021-601997932026年8月13日 摘要 ◆液冷正从可选走向必选，冷板式仍是当前AI机柜主流方案。AI机柜功率密度向百KW/MW级演进，液冷具备低能耗、高散热、低噪声的优势。其中，冷板式液冷兼容现有服务器形态和运维体系，供应链成熟、改造成本较低，短期确定性最强。液冷系统由一次侧和二次侧构成，一次侧负责排热至室外环境，价值量约占25%-30%；二次侧贴近服务器侧，负责把芯片热量带到CDU并完成柜内分配，价值量约占70%-75%。我们测算全球液冷市场空间2026/2030年为102/873亿美元，其中一次侧约29/213亿美元，二次侧约73/660亿美元；二次侧内部价值量排序为CDU、冷板、QDC、Manifold、冷却液，CDU约占二次侧一半。 ◆二次侧壁垒更高、国产突破弹性更大，一次侧则更偏工程和冷源设备能力。二次侧重点看CDU、冷板和QDC，单KW价值量3-5k元，其中Rubin服务器的CDU功率升级且采用2N配置，同时冷板采用微通道方式，单位价值量较GB300高20%+。CDU是泵、换热器、阀件、传感器和控制系统的集成，硬件决定换热和流量能力，软件算法决定多机柜流量分配、温控精度、告警联动和一二次侧协同，同时2.3mw大功率化是主流产品。冷板直接贴近GPU/CPU，MLC微通道是后续升级趋势，精密加工、焊接良率和材料兼容性决定产品性能；QDC是液冷系统最易漏液的连接点，密封设计、插拔寿命和耐压耐腐蚀能力是核心。一次侧相对更偏冷源设备和工程交付，单KW国内价值量是1.5-2k元，海外高50-100%，其中冷却塔/干冷器负责自然排热，冷水机组负责极端工况补冷和冗余；海外项目多采用BAC、Marley等海外龙头，国内项目国产化率更高，更看重成本、交付和本地服务能力。 ◆英伟达、Google和国内CSP三类链条商业模式分化，决定国产厂商盈利弹性。英伟达链由平台方强管控规格和认证，海外/台系厂商在CDU、冷板、QDC等环节先发优势明显，国内企业多通过AVC、CoolerMaster、双鸿、台达等体系做代工、二供或白名单认证切入，短期更多赚代加工利润，份额相对小。Google及其他ASIC更强调供应商自产与直接供货，柜外大型CDU由英维克、CoolerMaster等参与，国内厂商直供机会更明确；柜内四件套主要由天弘、伟创力、立讯等ODM组织采购，再分别对接英维克、申菱环境、奕东电子、领益智造、宝德等配套厂商，盈利能力有望优于单纯代工。国内CSP链以系统集成和工程交付为主，集中式L2LCDU+二次侧管路方案更常见，认证门槛相对低但价格敏感，利好具备全链条产品、快速响应和本地交付能力的国产厂商。26H2国内液冷厂商海外订单有望加速落地，核心供应链业绩弹性可期。 ◆投资建议：液冷产业进入渗透率提升、单柜价值量提升和国产供应链突破的共振阶段。重点看好海外Asic和NV核心供应商，同时看好具备一二次侧系统集成能力的公司。建议关注二次侧液冷方案商（英维克），CDU和工程交付能力突出的厂商（申菱环境、同飞股份），以及零部件厂商飞龙股份、大元泵业、金富科技、思泉新材、奕东电子等。 ◆风险提示：AI算力建设不及预期、液冷渗透率提升不及预期、客户认证及导入不及预期、行业竞争加剧风险、技术路线迭代风险 PART1AI数据中心液冷从选配走向标配，技术持续迭代 PART2液冷开启千亿市场空间，核心部件壁垒高 PART3 NV和谷歌商业模式分化，中国企业多方式放量 PART4投资建议与风险提示 PART1：AI数据中心液冷从选配走向标配，技术持续迭代 AI机柜功率密度飙升，液冷成为高效散热主流方案 ◆算力需求爆发推动芯片功耗和机柜功率密度快速提升。以英伟达平台为例，GPU热设计功耗从A100的400W提升至B300的1100W，未来VR300潜在功耗或进一步提升。高功耗芯片带动单机及整柜热负荷快速上行，AI机柜功率密度向百KW/MW级演进。 ◆传统风冷散热能力逐步难以承接。风冷依靠空气带走热量，但空气热容量低、传热路径长。随着机柜功率提升，风冷会面临风量、噪声、风扇功耗、机房空间和PUE瓶颈。液冷通过冷板贴近GPU/CPU等高热源，以水/乙二醇等冷却液直接带走热量，传热效率更高，并可降低服务器风扇和机房制冷负担，具有低能耗、高散热、低噪声的优势。 ◆传统风冷的PUE（总用电量/IT设备用电量）范围是1.25-1.6，冷板式液冷1.1-1.25，浸没式液冷1.03-1.15，液冷技术能有效降低制冷系统电耗、实现节能目标下的PUE要求，是数据中心高功率密度散热场景的优先方案，将全面覆盖GPU/CPU、交换机、光模块、电源等所有发热部件。 冷板式液冷：为当前AI机柜散热主要方案 ◆液冷技术按冷却液与发热器件的接触方式，可分为直接接触式和间接接触式。直接接触式包括单相/两相浸没式、喷淋式，具备100%液体冷却和更高散热潜力；间接接触式以冷板式为代表，通过冷板贴合GPU/CPU等核心热源，将热量传导至冷却液。 ◆当前AI服务器液冷主流仍是单相冷板式。冷板式不改变服务器基本形态，兼容现有硬件架构和机柜运维体系，供应链成熟度高，可通过CDU、Manifold、QDC、冷板等组件实现规模化部署，是Blackwell/Rubin等高功率AI机柜的方案。 ◆后续趋势上，冷板式将向更高换热能力演进，包括微通道冷板、均温板、高温水闭环等方向；两相冷板具备更高热流密度适配潜力，但冷媒选择、密封、压力控制和可靠性要求更高；浸没式和喷淋式散热能力强，MicrosoftAzure已在Quincy数据中心验证两相浸没式液冷生产环境，但由于对服务器形态和运维体系改造较大，短期更偏CSP远期储备路线；当前AI机柜主要液冷方案仍是冷板式液冷。 冷板式液冷：系统由一二次侧构成，二次为主 ◆通用架构：液冷系统可拆分为一次侧和二次侧两套循环。二次侧位于室内，负责把IT设备产生的热量带到CDU，成本占比约70%；一次侧位于室外，负责把CDU换出的热量通过冷却塔/干冷器/冷水机组等设备排向环境。CDU是两侧的核心分界点，通过板式换热器实现换热，两侧冷却液不直接混合。 ◆冷板式液冷的二次侧核心部件包括CDU、QDC、冷板、Manifold、冷却液。冷板通常由铜/铝等高导热金属构成，贴合GPU/CPU等发热器件，CDU将低温冷却液送入机柜Manifold，由Manifold完成机柜内流量分配，再通过QDC快接头连接至服务器节点/冷板水路。冷却液进入冷板后贴近GPU/CPU等高热源吸热，升温后经QDC回到Manifold，再回流至CDU。 ◆一次侧核心部件包括冷却塔/干冷器、冷水机组、水泵、管路和辅材。CDU通过内部板式换热器把热量传递给一次侧水路，一次侧再经冷却塔/干冷器自然冷却，必要时经过冷水机组降温，最终回到CDU。 冷板式液冷：二次侧价值量占比更高，CDU为核心部件 ◆一次侧约占液冷系统25%-30%，负责将热量排至室外环境。主要包括冷却塔/干冷器、冷水机组、水泵及管路辅材：其中冷却塔/干冷器负责把一次侧热水与室外空气换热，占一次侧成本约50%；冷水机组用于在高温工况或冗余要求下进一步降温，占一次侧成本约30%；一次侧水泵、管路及辅材负责驱动和连接室外水路循环，占一次侧成本约20%。 ◆二次侧约占液冷系统70%-75%，主要包括CDU、冷板、QDC、Manifold及管路/冷却液：其中CDU负责二次侧冷却液循环、控温、监测，并通过板式换热器与一次侧换热，是系统控制和换热中枢，占二次侧成本约30%-50%；冷板直接贴合GPU/CPU等高热源，将芯片热量传导给冷却液，占二次侧成本约25%-30%；QDC连接Manifold与服务器冷板水路，支持快速插拔、节点维护和防漏密封，占二次侧成本约20%；Manifold负责机柜内供回液分配，保证各服务器节点流量均匀，占二次侧成本约10%-15%。 冷板式液冷：Rubin沿用冷板式，方案进一步升级 ◆VeraRubin由GB300的风、液冷混合架构升级为100%液冷，液冷范围从GPU、CPU进一步扩展至光模块、交换板和电源板，对应冷板数量增加6-8块，液冷由“可选项”升级为“必选项”。 ◆冷板方案整体升级。冷板由GB300的多个小冷板回归为大冷板方案，单块冷板覆盖1颗CPU+2颗GPU；内部流道由标准流道升级为MCCP微通道，换热面积和换热效率显著提升。与此同时，盖板由双层VC改为单层VC均温板，扩大GPU均热面积从而提升整体散热效率。 ◆TIM与配套系统同步升级。TIM由导热硅脂升级为液态金属，强化芯片到冷板的导热效率；CDU换热能力由1.3MW提升至2.3-3MW，冗余由N+1升级为2N，带动CDU需求提升；QDC数量随大冷板方案简化降至约140对，但耐压、耐腐蚀和高流速要求提升。 两相冷板式：有望成为下一代高功率机柜储备方案 ◆两相冷板利用低沸点介质在冷板微通道内沸腾吸热、在CDU/冷凝侧回液，形成“液态—气态—液态”闭环。以R134a为例，汽化潜热约216kJ/kg，约为液体升温20℃可吸收显热的7倍，可在较低流量和泵功下提升热点热流承载。系统价值不止于冷板换热，还包括降低冷却液用量、削减压降与泵功、改善芯片温度均匀性；但量产门槛也同步抬升，需要解决密封可靠性、压力窗口、气液分配、干涸抑制、瞬态温控、冷凝回液及低GWP/PFAS合规工质替代。 ◆短期看，单相冷板仍是GB200/GB300等主流平台确定性路线，两相冷板更像Rubin/Blackwell后高功率密度机柜的技术储备。 浸没式液冷：成本、改造和运维约束下短期难成主流 ◆浸没式液冷的本质是“整机浸泡+介质直接接触换热”，可进一步降低空气侧热阻：服务器/板卡垂直或水平放入Tank，CPU/GPU、内存、电源、连接器等发热部件与绝缘冷却液直接接触，热量由冷却液带至二次侧换热系统。单相浸没中冷却液保持液态，经泵循环至板式换热器/CDU后回流；两相浸没中低沸点工质在热源表面沸腾汽化，蒸汽在冷凝器放热后回液。 ◆相比冷板式只覆盖关键热源，浸没式可实现更高比例的整机液体冷却，但前提是服务器材料、密封件、线缆、光模块、硬盘和运维工具均能适配长期浸泡环境。 浸没式液冷：成本、改造和运维约束下短期难成主流 ◆浸没式液冷节能和高密度优势明确，但短期量产受“服务器生态+机房工程+运维标准”共同约束：浸没式可通过整机液体冷却降低PUE、减少风扇与空气侧换热损耗，并支持更高机柜功率密度,但其推广不是单一散热部件替换，而是服务器设计、冷却液体系、Tank、机房承重/消防、维护工具和质保边界的系统性重构。 ◆短期冷板式仍可覆盖GB200/GB300/Rubin等主流高功率平台需求，浸没式更可能先在超算、科研、极高密度试点或特定CSP自研架构中验证，待工质合规、服务器适配和运维标准成熟后再扩大。 PART2液冷开启千亿市场空间，核心部件壁垒高 市场空间：英伟达Rubin液冷价值量将进一步提升 ◆Rubin单柜液冷价值量较GB300显著提升，单KW价值提升20%。我们测算GB300单柜液冷价值量约10万美元，折合748美元/KW，其中一次侧约3万美元、二次侧约7万美元；VeraRubin单柜液冷价值量提升至约20万美元，折合906美元/KW，其中一次侧约5万美元、二次侧约15万美元。相比GB300，Rubin单柜价值量提升约翻番，单位功率价值量提升约20%。 ◆价值量提升来自机柜功率、液冷覆盖率和系统配置同步升级。Rubin单柜功率由GB300约140KW提升至约220KW，液冷覆盖率进一步提升至接近100%液冷；同时CDU容量由1.3MW提升至2.3MW，系统冗余配置由N+1升级至2N