通信行业数字经济“算力网络”系列7：温控液冷，AIGC按下加速键_47页_3mb

温控液冷，AIGC按下加速键

核心内容概述

随着人工智能（AI）和AIGC（人工智能生成内容）技术的快速发展，数据中心算力需求持续提升，推动了液冷温控技术的广泛应用。液冷技术因其在高功率密度场景下的散热能力和经济性优势，成为数据中心冷却的主流解决方案之一。本报告分析了液冷技术的类型、市场趋势、竞争格局及主要厂商的布局，指出未来液冷市场将呈现快速增长态势，尤其在冷板式和浸没式液冷方案方面。

主要观点

• 算力提升推动液冷需求增长：AI服务器功耗显著增加，未来单机柜功率密度有望达到20-50kW，远超传统风冷技术的散热能力，液冷成为应对高功率密度数据中心的有效方案。
• 液冷技术分类与对比：液冷技术主要分为冷板式、浸没式和喷淋式。其中，冷板式技术成熟度高、改造成本低，适用于现有数据中心；浸没式和喷淋式虽冷却效率高，但改造成本高，落地应用较少。
• 市场空间广阔：国内互联网厂商推出大模型将带来约93.4亿元的液冷解决方案增量市场，冷板式液冷和浸没式液冷分别贡献34.41亿和58.99亿。
• TCO优势显著：冷板式液冷在单机柜功率大于15kW时TCO优势明显，浸没式液冷则在单机柜功率大于30kW时开始显现经济性优势。
• 国产品牌崛起：国内温控解决方案提供商如英维克、申菱环境等在液冷技术储备和商业化应用方面取得进展，市场份额持续提升。

关键信息

一、液冷温控系统在高性能智算/超算中心不可或缺

• 算力与功耗同步提升：后摩尔定律时代，CPU和GPU功耗大幅上升，风冷系统难以满足散热需求，液冷成为必要选择。
• AI服务器功耗高：以NVIDIA DGX A100 640GB为例，系统最大功耗达6.5kW，而AI服务器整体功率密度将提升至20-50kW/柜。
• 数据中心功率密度提升：2022年国内数据中心单机柜平均功率密度中，8-12kW占比15%，12-20kW占比10%，高功率数据中心占比迅速扩大。

二、液冷技术路径与工作原理

• 冷板式液冷：间接接触型，改造成本低，技术成熟，适用于现有服务器，可兼容多种冷却介质。
• 浸没式液冷：直接接触型，冷却效率高，PUE低，但改造成本高，目前应用较少。
• 喷淋式液冷：与浸没式类似，但需对冷却液进行精准喷淋，成本和维护难度中等。

三、液冷行业竞争格局与市场规模

• 国内温控市场扩容：2021年我国机房专用空调市场规模达50.09亿元，风冷仍占主导地位，但冷板式和浸没式液冷技术正快速渗透。
• 海外厂商先发优势：如IBM、CoolIT、Asetek等，但国内厂商如中科曙光、华为、浪潮信息等已实现商业化突破。
• TCO分析：在单机柜功率大于15kW时，冷板式液冷TCO优势明显；大于30kW时，浸没式液冷开始显现优势。

四、液冷解决方案市场空间

• 大模型推动市场增长：假设国内10家互联网厂商推出大模型，预计带来34.41亿元冷板式液冷增量与58.99亿元浸没式液冷增量，总计约93.4亿元。
• 市场增长驱动因素：AI服务器需求激增、数据中心功率密度提升、高效冷却手段可显著降低运营成本。

主要标的梳理

风险提示与投资建议

• 风险提示：

  • 算力投资不及预期
  • 产业竞争加剧
  • 地缘政治风险

• 投资建议：

  • 维持对通信行业的“推荐”投资评级
  • 建议关注国内液冷温控解决方案供应商，如英维克、申菱环境、高澜股份、同飞股份、佳力图、依米康等

数据支持与图表说明

• 图1：Intel/NVIDIA历年CPU/GPU功耗变化
• 图2：服务器功耗、机架功耗/使用空间计算方法
• 图3：全球数据中心单机柜功率变化情况及预测
• 图4：机柜功率密度与散热方式的对应关系
• 图5：2021年国内数据中心单机柜平均功率密度占比
• 图6：2022年国内数据中心单机柜平均功率密度占比
• 图7：冷板式液冷系统部件拆分图
• 图8：冷板式液冷整体链路图
• 图9：IT机箱单相浸没技术示意图
• 图10：水池单相浸没技术示意图
• 图11：水池两相浸没技术示意图
• 图12：喷淋式液冷系统工艺流程原理图
• 图13：2017-2024年中国IDC市场规模及预测
• 图14：2021年国内IDC机柜资源地域分布
• 图15：数据中心工作负载发展趋势
• 图16：2020年全球数据中心平均单机架功率情况
• 图17：2017-2021年我国机房专用空调细分产品销售规模及yoy
• 图18：2020-2021年我国机房专用空调细分产品结构占比
• 图19：2021年我国机房专用空调细分品牌销售规模及yoy
• 图20：2021年我国机房风冷空调品牌销售规模
• 图21：2021年我国机房冷冻水空调品牌销售规模
• 图22：国内外液冷服务器发展历程
• 图23：2020年中国液冷数据中心厂商竞争力矩阵图
• 图24：数据中心Capex结构
• 图25：数据中心Opex结构
• 图26：2019年中国数据中心能耗分布
• 图27：新增液冷解决方案市场空间测算
• 图28：英维克发展历程
• 图29：英维克营业收入与归母净利润情况与增速
• 图30：英维克毛利率、净利率情况
• 图31：申菱环境数据中心液冷温控系统
• 图32：申菱环境机房温控业务收入占比
• 图33：申菱环境数据中心液冷产品示例
• 图34：同飞股份液冷产品示例
• 图35：佳力图IDC产品（部分）
• 图36：依米康关键制冷设备产品（部分）

表格数据摘要

总结

本报告指出，随着AI服务器功耗的持续提升，液冷技术将成为数据中心温控的核心解决方案。冷板式液冷技术因改造成本低、技术成熟，成为当前主流；而浸没式液冷在高功率密度场景下具有更强的冷却能力，但成本较高。国内厂商在液冷技术储备和商业化应用方面进展显著，市场份额逐步提升，未来有望在全球液冷市场中占据重要地位。预计国内互联网大厂推出大模型将带来近百亿的液冷市场增量空间，液冷解决方案的TCO优势在高功率场景下尤为明显，建议投资者关注具备技术储备和市场布局的国内液冷温控企业。