AI算力持續(xù)迭代升級(jí)液冷加速滲透行業(yè)高景氣_第1頁
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文檔簡介

證券分析師:朱潔羽執(zhí)業(yè)證書編號(hào):S0600520090004聯(lián)系郵箱:zhujieyu@二零二五年八月十五日液冷具備低能耗、高散熱、低TCO等優(yōu)勢,冷板式液冷占據(jù)主流:相比傳統(tǒng)風(fēng)冷,液冷具備多重優(yōu)勢:1)低能耗:液冷散熱技術(shù)傳熱路徑短、換熱效率高、制冷能效高,液冷技術(shù)在2MW機(jī)房場景下超越風(fēng)冷,能耗降低70%+。2)高散熱:液冷常用介質(zhì)的載熱能力、導(dǎo)熱能力和強(qiáng)化對(duì)流換熱系數(shù)均遠(yuǎn)大于空氣,可直接將設(shè)備大部分熱源熱量通過循環(huán)介質(zhì)帶走。液冷通過有效降低芯片溫度,減少PUE至1.2以下,而風(fēng)冷的PUE值一般為1.5-1.8。3)低TCO:液冷系統(tǒng)TCO優(yōu)勢顯著,通過減少機(jī)柜數(shù)量與占地面積實(shí)現(xiàn)長期成本節(jié)約。AI驅(qū)動(dòng)液冷需求放量、英偉達(dá)全面轉(zhuǎn)向液冷,預(yù)計(jì)2032年全球液冷規(guī)模超190億美元。算力帶動(dòng)TDP增長:全球AI發(fā)展推動(dòng)算力需求提升,預(yù)計(jì)2030年全球算力規(guī)模超16ZFlops,CAGR超50%,算力飛速增長帶來TDP迅速增加,當(dāng)TDP超350W需逐步轉(zhuǎn)向液冷。因此芯片TDP的增長促使向液冷加速轉(zhuǎn)變。數(shù)據(jù)中心PUE相關(guān)政策相繼出臺(tái),監(jiān)管逐步趨嚴(yán)推動(dòng)液冷發(fā)展。政策明確要求到2025年全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均電能利用效率降到1.3以下,國家樞紐節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步降到1.25以下,綠色低碳等級(jí)達(dá)到4A級(jí)以上;在國家嚴(yán)格的PUE考核標(biāo)準(zhǔn)下,風(fēng)冷系統(tǒng)已無法滿足需求,液冷技術(shù)可以將PUE指標(biāo)降至1.2以下,滿足當(dāng)前國家政策對(duì)綠色數(shù)據(jù)中心的要求,達(dá)到減低耗能的目標(biāo)。國內(nèi)運(yùn)營商加大液冷建設(shè),大廠加大資本開支,海外龍頭英偉達(dá)全面轉(zhuǎn)向液冷。電信運(yùn)營商提出液冷三年愿景,2025年50%項(xiàng)目采用液冷方案,推進(jìn)形成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、生態(tài)完善、成本最優(yōu)、規(guī)模應(yīng)用的高質(zhì)量發(fā)展格局。同時(shí)國內(nèi)阿里字節(jié)騰訊等大廠均加大資本開支,2025年均有望超千億人民幣,此外,英偉達(dá)GB300開始轉(zhuǎn)向全面液冷,充分帶動(dòng)液冷市場需求起量。投資建議:隨國內(nèi)大廠及運(yùn)營商加大資本開支推進(jìn)AI及液冷建設(shè),同時(shí)英偉達(dá)全面轉(zhuǎn)向液冷,液冷市場逐步起量爆發(fā),市場空間廣闊,推薦布局液冷散熱器、冷板及不銹鋼管路的方盛股份、布局液冷軟管的利通科技,建議關(guān)注曙光數(shù)創(chuàng)。風(fēng)險(xiǎn)提示:1)下游需求不及預(yù)期;2)行業(yè)競爭加劇。21.液冷優(yōu)勢明顯,冷板式占據(jù)主流2.AI驅(qū)動(dòng)液冷需求放量、英偉達(dá)全面轉(zhuǎn)向液冷3.產(chǎn)業(yè)鏈及標(biāo)的推薦4.風(fēng)險(xiǎn)提示34風(fēng)冷:利用空氣作為冷媒,將服務(wù)器等設(shè)備產(chǎn)生的熱量傳遞給散熱機(jī)吸入蒸發(fā)制冷后的低溫低壓制冷劑氣體后,壓縮成高溫高壓氣體送入冷凝器;2)高壓高溫氣體經(jīng)冷凝器冷卻后,使氣體冷凝變?yōu)槌馗邏阂后w;3)常溫高壓液體流入熱力膨脹閥形成低溫低壓濕蒸汽,后再經(jīng)過液冷:使用液體取代空氣作為冷媒,為發(fā)熱部件進(jìn)行換熱,帶走熱量的技術(shù)。根據(jù)接觸方式的不同,可以將液冷分為直接接觸和間接接觸兩種,直接接觸是將電池包放置于冷卻液中,這種性等因素影響,特別是在極端氣候如風(fēng)沙、功率密度(kW/機(jī)柜)l040+l<l/4節(jié)能性(平均PUE)l.6l.2以下高低5低能耗:液冷散熱技術(shù)傳熱路徑短、換熱效率高、制冷能效高。液冷技術(shù)在2MW機(jī)房場景下全面超越風(fēng)冷,能耗降低70%+,功率密度從風(fēng)冷的高散熱:液冷系統(tǒng)常用介質(zhì)的載熱能力、導(dǎo)熱能力和強(qiáng)化對(duì)流換熱系數(shù)均遠(yuǎn)大于空氣,可直接將設(shè)備大部分熱源熱量通過循環(huán)介質(zhì)帶走。液冷有效降低芯片溫度,減少PUE至1.2以下,而風(fēng)冷的PUE值一般為1.5-1.8。低TCO:液冷系統(tǒng)TCO優(yōu)勢顯著,通過減少機(jī)柜數(shù)量與占地面積實(shí)現(xiàn)長期成本節(jié)約。圖液冷同比風(fēng)冷散熱能力(2MW機(jī)房)l60l40l20l00806040200l35l3396603337l5l520功率密度(KW/RACK)功率密度(KW/RACK)l400l200l0008006004002000l20084l280l968056冷卻能耗/KW冷卻電費(fèi)/萬元6液冷可分為冷板式、浸沒式、噴淋式數(shù)據(jù)來源:亞太智算中心液冷白皮書、綠色節(jié)能液冷數(shù)據(jù)中心白皮書,東液冷架構(gòu)由多個(gè)部分組成,可以描述為三個(gè)部分:熱捕獲,熱交換,冷源。熱交換主要通過CDU即冷量分配單元來實(shí)現(xiàn)。作為連接一次側(cè)和二次側(cè)的“橋梁”,CDU中包含熱交換模塊、泵模塊、過濾模塊、補(bǔ)液模塊、監(jiān)熱捕獲指的是使用液體從IT組件中帶走7而是通過安裝在發(fā)熱元件上的冷板(通常為銅鋁等導(dǎo)熱金屬構(gòu)成的封閉腔體)將熱量帶走,這種散熱形式也稱為非接觸式液根據(jù)冷卻液在冷板中是否發(fā)生相變,冷板式液冷可以單相冷板和兩相冷板。兩種換熱類型的制冷架構(gòu)基本一致,主要區(qū)別在于二次側(cè)冷卻液不圖冷板液冷實(shí)物圖8浸沒式液冷是將服務(wù)器內(nèi)的元器件完全浸沒在冷卻液中,通過冷卻液的循環(huán)將服務(wù)器的熱量帶走,這種散熱形式也稱為接觸式液冷。根據(jù)冷卻液然后進(jìn)入CDU中散熱,整個(gè)過程中冷卻液不會(huì)發(fā)生相變。兩相浸沒將IT設(shè)備浸沒在沸點(diǎn)低于IT設(shè)備工達(dá)到冷卻液的沸點(diǎn)后,會(huì)引起冷卻液的局部沸騰,從而帶走9噴淋式液冷屬于直接接觸式液冷,是面向芯片級(jí)器件精準(zhǔn)噴淋,通過重力或系統(tǒng)壓力直接將冷卻液噴灑至發(fā)熱器件或與冷形式。冷卻液通過布液裝置直接噴淋在IT設(shè)備中的發(fā)熱器件或與之相連的導(dǎo)熱材料上完成冷卻,吸收后的冷卻液通過回液箱進(jìn)行收集,并通過液冷綜合對(duì)比:冷板式占據(jù)主流沒式為主流方案,其中冷板式為液冷首選,市場份額約80-90%。冷板貼合器件循環(huán)冷卻液器件全浸沒顯熱吸收較復(fù)雜l.3-l.5l.l-l.2l.05-l.l5l.2-l.4高中低成熟逐步成熟發(fā)展中初期推廣算力增長帶來芯片TDP增加數(shù)據(jù)來源:2025年中國人工智能計(jì)算力發(fā)展評(píng)估報(bào)告,先進(jìn)計(jì)算暨算力發(fā)展指數(shù)藍(lán)皮書(2024年),東吳證券全球AI發(fā)展推動(dòng)算力需求提升,預(yù)計(jì)20增速達(dá)54%,其中基礎(chǔ)算力規(guī)模為497EFlops,智能算力規(guī)模為875EFlops,超用和推廣,預(yù)計(jì)未來五年全球算力規(guī)模仍將以超過50%的速度增長,至2030年全球算力將超過16ZFlops,其中智能算力占比將超過90%。國內(nèi)智能算力規(guī)模保持高速增長。2024年中國智能算力規(guī)模達(dá)725.3E達(dá)到85.8EFLOPS,預(yù)計(jì)到2028年通用算力規(guī)模將達(dá)到140.1EFLOPS(基于FP64計(jì)算)。2023-20200算力算力飛速增長帶來TDP迅速增加,傳統(tǒng)風(fēng)冷逐漸無法滿足需求,逐步轉(zhuǎn)向液冷。隨芯片性能的持續(xù)提升,其TDP也在不斷上漲,以英偉達(dá)為例,其GPU的TDP從V100SXM232GB的300W提升至H100SXM80GB的700W,而當(dāng)因此芯片TDP的增長促使散熱方式從風(fēng)冷向液冷加速轉(zhuǎn)變。圖:處理器TDP值與風(fēng)冷&液冷冷卻能力對(duì)比圖:CPU和GPU的TDP趨勢(W)GPUA100400數(shù)據(jù)來源:《綠色節(jié)能液冷數(shù)據(jù)中心白皮書》數(shù)據(jù)中心PUE相關(guān)政策相繼出臺(tái),監(jiān)管逐步趨嚴(yán)。政策明確要求到2023年底新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.3以下;到2025年全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均電能利用效率降到1.3以下,國家樞紐節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步降到1.25以下,綠色低碳等級(jí)達(dá)到4A級(jí)以上;“東數(shù)西算”工程的液冷時(shí)代的到來勢在必行。目前,國內(nèi)傳統(tǒng)風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心PUE約為1.5,溫控系統(tǒng)能統(tǒng)已無法滿足國家政策需求,數(shù)據(jù)中心急需降低溫控系統(tǒng)能耗以滿足國家政策。從PUE指標(biāo)來看,液冷技術(shù)可以將PUE指標(biāo)降至1.2以下,滿足當(dāng)前國家政策對(duì)綠色數(shù)據(jù)中心的要求,達(dá)到減低耗能的目標(biāo)?!敦瀼芈鋵?shí)碳達(dá)峰碳量發(fā)展實(shí)施方案》《信息通信行業(yè)綠色《2024—2025年節(jié)心PUE降至1.25以內(nèi),國家樞紐節(jié)點(diǎn)心PUE不得高于1.2。到2030年底,《數(shù)據(jù)中心綠色低碳地方地方政策發(fā)布時(shí)間重點(diǎn)內(nèi)容《北京市數(shù)據(jù)中心計(jì)劃》《數(shù)據(jù)中心能源消耗限額》《上海市工業(yè)和通《上海市智能算力根據(jù)賽迪顧問統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2019年中國數(shù)據(jù)中心主要設(shè)備能耗占比中(傳統(tǒng)風(fēng)冷制冷耗電占身能耗占比(約為45%)。采用液冷可以大幅降低數(shù)據(jù)中心能耗,提高PUE。液冷方式省去大部分風(fēng)扇及空調(diào)系統(tǒng)能耗,相比傳統(tǒng)風(fēng)冷機(jī)房節(jié)能20%-30%以上,冷板式液冷PUE低至1.243%45%供電設(shè)備其它設(shè)備數(shù)據(jù)來源:電信運(yùn)營商液冷技術(shù)白皮書,東電信運(yùn)營商提出液冷三年愿景,2025年50%項(xiàng)目采用液冷方案,同時(shí)國內(nèi)大廠逐步加大資本開支?!峨娦胚\(yùn)營商液冷技術(shù)新建項(xiàng)目10%試點(diǎn)液冷技術(shù);2025年,保證50%以上項(xiàng)目規(guī)模應(yīng)用,推進(jìn)形成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、生態(tài)完善、成同時(shí)國內(nèi)大廠阿里字節(jié)騰訊等紛紛加大資本開支推進(jìn)Ai相關(guān)建設(shè),年度資本開支均有望超千億人英偉達(dá)在2025GTCAI大會(huì)上發(fā)布了新一代數(shù)據(jù)中心GPUGB300,相比上一代GB200的GB200初期以風(fēng)冷為主,GB300則全面采用液冷,并在組件上全面的設(shè)計(jì)上,而其他組件如manifold、CDU以及cartridge等均沿用GB2僅主芯片使用液冷,未來將轉(zhuǎn)向液冷,包括前端transGB300從原來GB200的大面積冷板覆蓋設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)為每個(gè)GPU芯片配備獨(dú)立的“一進(jìn)一出”液冷板,增加了冷卻硬件用量。以NVL72系統(tǒng)為例,單個(gè)計(jì)算托盤(computetray)的快接頭數(shù)量從GB200的6對(duì)激增至14對(duì),系統(tǒng)全球液冷市場2032年預(yù)計(jì)超190億美元預(yù)計(jì)2032年全球液冷市場規(guī)模超190億美元。根據(jù)Skyquest數(shù)據(jù)顯示,2023/2024年全球液冷市場規(guī)模為29/36億美元,預(yù)計(jì)2025以及2032年市場規(guī)模將分別達(dá)到45/194億美元,2025年-2032年CAGR達(dá)23%。01944520232024液冷產(chǎn)業(yè)鏈圖譜電磁閥、TANK、冷卻液等組件或產(chǎn)品供應(yīng);中游主要為液冷服務(wù)器、芯片廠商以及液冷集成設(shè)聯(lián)網(wǎng)企業(yè)以及信息化行業(yè)應(yīng)用客戶,主要在電信上游上游中游中游下游下游方盛股份:板翅式換熱器領(lǐng)先企業(yè),積極拓展數(shù)據(jù)中心液冷市場換熱器領(lǐng)先企業(yè),積極拓展液冷領(lǐng)域業(yè)務(wù)。公司主營業(yè)務(wù)主要為板翅式換熱器以及換熱系統(tǒng),下游應(yīng)用領(lǐng)域包括風(fēng)電、鋰電、工程機(jī)械、農(nóng)機(jī)、儲(chǔ)能、氫能以及數(shù)據(jù)中心等,其中數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)供應(yīng)產(chǎn)品包括水冷散熱器、液冷板、干冷器、不銹鋼管路等,主要用于數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域,公司客戶包括維諦技術(shù)、科華、英維克等,2024年該業(yè)務(wù)收入約800萬元,2025年預(yù)期實(shí)現(xiàn)成倍增長。風(fēng)險(xiǎn)提示:競爭加劇、需求不及預(yù)期其他業(yè)務(wù)收入換熱系統(tǒng)板翅式換熱器4321020222023利通科技:液壓膠管領(lǐng)軍企業(yè),積極布局液冷市場利通科技主要生產(chǎn)超高壓軟管、高分子材料和超高壓設(shè)備,逐步拓展液冷領(lǐng)域。公司主要業(yè)務(wù)為適應(yīng)復(fù)雜工業(yè)環(huán)境的橡膠軟管、連接件、橡膠軟管總成、混煉膠及橡塑制品,主要應(yīng)用領(lǐng)域主要包括工程機(jī)械、石油開采等,2024年公司逐步拓展液冷板塊,布局?jǐn)?shù)據(jù)中心液冷軟管業(yè)務(wù),未風(fēng)險(xiǎn)提示:競爭加劇、需求不及預(yù)期6543210其他其他主營混煉膠纖維增強(qiáng)橡膠軟管纏繞膠管編織膠管膠管總成及配套管件20222023曙光數(shù)創(chuàng)液冷產(chǎn)品布局完善,核心產(chǎn)品包括C8000浸沒液冷基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品及C70002.0冷板液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施解決方案上公司是國內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化部署的企業(yè),冷板液冷方案上公司突破傳統(tǒng)風(fēng)冷形式散熱模式,采用液冷+風(fēng)冷混合散熱形式。公司浸沒式液冷浸沒式液冷產(chǎn)品營收占比自2022年63.9%下降至2024年19.2%,而冷板式液冷產(chǎn)品營收占比自2022年5.4%上升至42.客戶涵蓋政府、金融、互聯(lián)網(wǎng)、運(yùn)營商等領(lǐng)域,服務(wù)中國移動(dòng)、阿里云、字節(jié)跳動(dòng)等巨頭企業(yè)。以高效冷卻技術(shù)為核心競爭力,為數(shù)據(jù)中心提供精確制冷、低PUE、低噪音運(yùn)行和高密度部署,提升數(shù)據(jù)中心設(shè)備運(yùn)行效率同時(shí),推動(dòng)高效經(jīng)濟(jì)、低碳綠色的數(shù)據(jù)中心快速發(fā)展。風(fēng)險(xiǎn)提示:競爭加劇、需求不及預(yù)期C8000解決方案C7000配套產(chǎn)品模塊化產(chǎn)品冷板式液冷產(chǎn)品浸沒式液冷產(chǎn)品服務(wù)876543210數(shù)據(jù)來源:Wind,方盛股份及利通科技盈利預(yù)測來自東吳研究所,曙光數(shù)創(chuàng)盈利預(yù)測來自于wind一致預(yù)期,東吳證券研究所行業(yè)代碼名稱概念市值收盤價(jià)2024歸母凈利潤2024歸母凈利潤同比25Q1歸母凈利潤25Q1歸母凈利潤同比2025E歸母凈利潤2

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