20230411-溫控液冷AIGC按下加速鍵-招商證券

更多資料加入知識星球：水木調(diào)研紀(jì)要關(guān)注公眾號：水木紀(jì)要證券研究報告

|行業(yè)深度報告2023年

04月

11日推薦（維持）溫控液冷，AIGC

按下加速鍵數(shù)字經(jīng)濟“算力網(wǎng)絡(luò)”系列

7：TMT及中小盤/通信行業(yè)規(guī)模本篇報告分析了算力需求提升對于數(shù)據(jù)中心液冷溫控方案的需求拉動，我們認(rèn)為，隨著數(shù)據(jù)中心單機柜平均功率密度的持續(xù)增加，液冷溫控方案的能力與經(jīng)濟性優(yōu)勢將會持續(xù)凸顯。國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)廠商陸續(xù)推出

AIGC

產(chǎn)品，將為液冷解決方案市場帶來全新增量，維持對通信行業(yè)的“推薦”投資評級。占比%3.7股票家數(shù)（只）總市值（億元）流通市值（億元）18130177214223.52.9?

算力需求提升帶動服務(wù)器功耗走高，液冷散熱成為有效解決方案。隨著大模型等系列

AIGC產(chǎn)品的商業(yè)化落地，AI服務(wù)器的需求將會快速提升，其中大量的高功率

CPU、GPU芯片將帶動整臺

AI服務(wù)器功耗走高。未來

AI集群算力密度普遍有望達到

20-50kW/柜，自然風(fēng)冷技術(shù)一般只支持

8-10kW，冷熱風(fēng)道隔離的微模塊加水冷空調(diào)水平制冷在機柜功率超過

15kW后性價比大幅下降，液冷散熱方案的能力與經(jīng)濟性優(yōu)勢逐步凸顯。行業(yè)指數(shù)%1m13.710.3通信6m12m36.439.4絕對表現(xiàn)相對表現(xiàn)46.235.9(%)60滬深30040200?

數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)路徑主要有冷板式液冷、浸沒式液冷、噴淋式液冷三大類。目前市場上主流的液冷技術(shù)共有冷板式、浸沒式和噴淋式三種。對比來看，冷板式液冷技術(shù)改造成本低、技術(shù)最成熟，浸沒式和噴淋式液冷技術(shù)冷卻效果更好，但改造成本高，且現(xiàn)階段落地應(yīng)用較少。-20Apr/22Aug/22Nov/22Mar/23?

我國

IDC溫控市場不斷擴容，國產(chǎn)品牌市場份額持續(xù)提升。根據(jù)產(chǎn)業(yè)在線數(shù)據(jù)，2021年我國機房專用空調(diào)市場規(guī)模達

50.09億元，同比增長

14.9%，其中風(fēng)冷/冷凍水/其他技術(shù)形式的占比分別為

56.8%/30.81%/12.39%，風(fēng)冷技術(shù)仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。競爭格局方面，英維克、申菱等國產(chǎn)品牌的份額持續(xù)提升，2021年英維克機房專用空調(diào)營收

7.49億元，同比增長

30.61%。預(yù)計未來隨著

AI服務(wù)器需求量的快速增長、液冷溫控方式加速導(dǎo)入，國產(chǎn)廠商將迎來全新的發(fā)展機遇。資料來源：公司數(shù)據(jù)、招商證券相關(guān)報告1、《運營商系列報告

5：解析運營商產(chǎn)業(yè)鏈

，把

握數(shù)

字經(jīng)

濟全

景圖》2023-03-132、《數(shù)字經(jīng)濟系列報告

3：數(shù)字中國規(guī)劃推出，或驅(qū)動光模塊技術(shù)升級與需求爆發(fā)》2023-03-02?

預(yù)計國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)廠商推出大模型將帶來近百億液冷解決方案市場增量空間，TCO優(yōu)勢逐步凸顯。根據(jù)我們的測算結(jié)果，國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)大廠

AIGC算力模型的應(yīng)用有望帶來

34.41億冷板式液冷增量與

58.99億元浸沒式液冷增量，總計

93.4億元液冷解決方案市場空間。3、《數(shù)字經(jīng)濟系列報告

2：把握數(shù)字經(jīng)濟投資脈搏》2023-03-02梁程加S1090522060001CAPEX方面，冷板式液冷系統(tǒng)單

ITkW投資將低于傳統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)；OPEX方面，液冷解決方案將低于傳統(tǒng)風(fēng)冷方案。綜合整個

TCO角度分析，當(dāng)單機柜功率>15kW時，冷板式液冷

TCO優(yōu)勢明顯；當(dāng)單機柜功率>30kW時，浸沒式液冷開始出現(xiàn)優(yōu)勢。liangchengjia@胡小禹S1090522050002huxiaoyu1@董瑞斌S1090516030002國內(nèi)液冷溫控解決方案供應(yīng)商【英維克】、【申菱環(huán)境】（機械組覆蓋）、【高瀾股份】（電新組覆蓋）、【同飛股份】（中小盤聯(lián)合覆蓋）、【佳力圖】（計算機組覆蓋）、【依米康】（家電組覆蓋）等在數(shù)據(jù)中心液冷解決方案均有研發(fā)儲備和一定進展，建議關(guān)注。dongruibin@劉玉萍S1090518120002liuyuping@游家訓(xùn)S1090515050001youjx@?

風(fēng)險提示：算力投資不及預(yù)期的風(fēng)險、產(chǎn)業(yè)競爭加劇風(fēng)險、地緣政治風(fēng)險史晉星S1090522010003shijinxing@孫嘉擎S1090523040001sunjiaqing@敬請閱讀末頁的重要說明更多一手調(diào)研紀(jì)要和研報數(shù)據(jù)加V：shuimu9870行業(yè)深度報告正文目錄一、

液冷溫控系統(tǒng)在高性能智算/超算中心不可或缺...................................................................................................61、

后摩爾定律時代芯片算力與功耗同步大幅度提升

..........................................................................................62、

AI拉動算力密度從

8KW/柜提升到

50KW/柜

.................................................................................................8二、

不同液冷技術(shù)的工作原理

..................................................................................................................................101、

冷板式液冷是目前成熟度最高、應(yīng)用最廣泛的液冷技術(shù)

.............................................................................102、

浸沒式液冷是最常見的直接接觸型液冷技術(shù)，散熱效率高..........................................................................113、

噴淋式液冷是面向

IT設(shè)備精準(zhǔn)噴淋、直接接觸式的液冷技術(shù).....................................................................124、

液冷方式對比：浸沒式冷卻效果最佳，冷板式技術(shù)最成熟..........................................................................13三、

液冷行業(yè)競爭格局與市場規(guī)模

...........................................................................................................................151、

收入端：高算力需求推動

IDC數(shù)據(jù)中心發(fā)展，為液冷服務(wù)器市場提供土壤

...............................................152、

競爭格局：海外液冷競爭格局分散，中國企業(yè)厚積薄發(fā)實現(xiàn)商業(yè)化突圍....................................................163、

成本端：散熱能耗是高電力成本主要因素，高效冷卻手段有助于

IDC降本

...............................................184、

液冷解決方案市場空間：大模型應(yīng)用預(yù)計將帶來近百億液冷解決方案市場空間.........................................20四、

溫控解決方案標(biāo)的梳理

......................................................................................................................................221、

英維克：精密溫控節(jié)能解決方案提供商，算力時代加速液冷產(chǎn)品線升級....................................................222、

申菱環(huán)境：專用空調(diào)設(shè)備提供商，助力數(shù)據(jù)中心低碳節(jié)能發(fā)展

..................................................................263、

高瀾股份：純水冷卻設(shè)備出身，逐步向新能源、信息通信熱管理拓展........................................................314、

同飛股份：深耕工業(yè)溫控領(lǐng)域，憑借液冷技術(shù)積累發(fā)力數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域........................................................345、

佳力圖：專注機房環(huán)境節(jié)能控溫設(shè)備，延伸至下游

IDC優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈布局...................................................376、

依米康：以精密空調(diào)起家的數(shù)字基建全生命周期綠色解決方案服務(wù)商........................................................41圖表目錄圖

1：Intel/NVIDIA歷年

CPU/GPU功耗變化

.............................................................................................................6圖

2：服務(wù)器功耗、機架功耗/使用空間計算方法........................................................................................................8圖

3：全球數(shù)據(jù)中心單機柜功率變化情況及預(yù)測（kW）

............................................................................................8圖

4：機柜功率密度所對應(yīng)的散熱冷卻方式

................................................................................................................8圖

5：2021年國內(nèi)全行業(yè)數(shù)據(jù)中心單機柜平均功率密度占比（%）

..........................................................................9圖

6：2022年國內(nèi)全行業(yè)數(shù)據(jù)中心單機柜平均功率密度占比（%）

..........................................................................9圖

7：冷板式液冷系統(tǒng)部件拆分圖..............................................................................................................................10圖

8：冷板式液冷整體鏈路圖

....................................................................................................................................11圖

9：IT機箱單相浸沒技術(shù)示意圖

............................................................................................................................11敬請閱讀末頁的重要說明2更多一手調(diào)研紀(jì)要和研報數(shù)據(jù)加V：shuimu9870更多資料加入知識星球：水木調(diào)研紀(jì)要關(guān)注公眾號：水木紀(jì)要行業(yè)深度報告圖

10：水池單相浸沒技術(shù)示意圖

..............................................................................................................................12圖

11：水池兩相浸沒技術(shù)示意圖

..............................................................................................................................12圖

12：噴淋式液冷系統(tǒng)工藝流程原理圖

...................................................................................................................13圖

13：2017-2024年中國

IDC市場規(guī)模及預(yù)測（億元）.........................................................................................15圖

14：2021年中國在運營

IDC機柜資源地域分布

..................................................................................................15圖

15：數(shù)據(jù)中心工作負載發(fā)展趨勢...........................................................................................................................15圖

16：2020年全球數(shù)據(jù)中心平均單機架功率情況

...................................................................................................15圖

17：2017-2021年我國機房專用空調(diào)細分產(chǎn)品銷售規(guī)模及

yoy（億元，%）

.......................................................16圖

18：2020-2021年我國機房專用空調(diào)細分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)占比.......................................................................................16圖

19：2021年我國機房專用空調(diào)細分品牌銷售規(guī)模及

yoy（億元，%）................................................................16圖

20：21年我國機房風(fēng)冷空調(diào)品牌銷售規(guī)模（億元）

.............................................................................................16圖

21：21年我國機房冷凍水空調(diào)品牌銷售規(guī)模（億元）..........................................................................................16圖

22：國內(nèi)外液冷服務(wù)器發(fā)展歷程...........................................................................................................................17圖

23：2020年中國液冷數(shù)據(jù)中心廠商競爭力矩陣圖

...............................................................................................17圖

24：數(shù)據(jù)中心

Capex結(jié)構(gòu)

....................................................................................................................................18圖

25：數(shù)據(jù)中心

Opex結(jié)構(gòu)

......................................................................................................................................18圖

26：2019年中國數(shù)據(jù)中心能耗分布

.....................................................................................................................18圖

27：新增液冷解決方案市場空間測算

...................................................................................................................21圖

28：英維克發(fā)展歷程.............................................................................................................................................23圖

29：2016-2022Q3英維克營業(yè)收入與歸母凈利潤情況與增速（億元，%）

........................................................23圖

30：2016-2022Q3英維克毛利率、凈利率情況（%）.........................................................................................23圖

31：2017-2022H1英維克各業(yè)務(wù)板塊收入情況（億元）

.....................................................................................24圖

32：2021年英維克各板塊業(yè)務(wù)收入占比（%）....................................................................................................24圖

33：英維克各業(yè)務(wù)板塊下游客戶...........................................................................................................................25圖

34：英維克液冷產(chǎn)品情況......................................................................................................................................26圖

35：申菱環(huán)境發(fā)展歷程

.........................................................................................................................................27圖

36：2016-2022Q3申菱環(huán)境營業(yè)收入與歸母凈利潤情況與增速（億元，%）.....................................................28圖

37：2016-2022Q3申菱環(huán)境毛利率、凈利率情況（%）

.....................................................................................28圖

38：2017-22H1申菱環(huán)境各業(yè)務(wù)板塊收入情況（億元）......................................................................................28圖

39：2021年申菱環(huán)境各板塊業(yè)務(wù)收入占比（%）................................................................................................28圖

40：申菱環(huán)境各業(yè)務(wù)板塊下游客戶

.......................................................................................................................29圖

41：申菱數(shù)據(jù)中心液冷溫控系統(tǒng)...........................................................................................................................30敬請閱讀末頁的重要說明3更多一手調(diào)研紀(jì)要和研報數(shù)據(jù)加V：shuimu9870gWbWuZlWkWvYpY8OcMbRnPnNsQtQlOpPmQkPnMtR8OoOvNMYpOzRMYsQxO行業(yè)深度報告圖

42：公司液冷溫控系統(tǒng)應(yīng)用于中國移動南方基地

.................................................................................................30圖

43：高瀾股份發(fā)展歷程

.........................................................................................................................................31圖

44：2016-2022Q3高瀾股份營業(yè)收入與歸母凈利潤情況與增速（億元，%）.....................................................32圖

45：2016-2022Q3高瀾股份毛利率、凈利率情況（%）

.....................................................................................32圖

46：2019-2022H1高瀾股份各業(yè)務(wù)板塊收入情況（億元）

.................................................................................32圖

47：2021年高瀾股份各板塊業(yè)務(wù)收入占比（%）................................................................................................32圖

48：高瀾股份主要客戶

.........................................................................................................................................33圖

49：高瀾股份數(shù)據(jù)中心溫控技術(shù)發(fā)展過程及液冷解決方案...................................................................................34圖

50：同飛股份主要產(chǎn)品演變情況...........................................................................................................................35圖

51：2017-2022Q3同飛股份營業(yè)收入與歸母凈利潤情況與增速（億元，%）.....................................................35圖

52：2017-2022Q3同飛股份毛利率、凈利率情況（%）

.....................................................................................35圖

53：2017-2022H1同飛股份各業(yè)務(wù)板塊收入情況（億元）

.................................................................................36圖

54：2021年同飛股份各板塊業(yè)務(wù)收入占比（%）................................................................................................36圖

55：同飛股份各業(yè)務(wù)板塊主要客戶

.......................................................................................................................37圖

56：同飛股份數(shù)據(jù)中心液冷、間接蒸發(fā)冷產(chǎn)品示例..............................................................................................37圖

57：同飛股份風(fēng)墻產(chǎn)品示例..................................................................................................................................37圖

58：佳力圖發(fā)展歷程..............................................................................................................................................38圖

59：2017-2022佳力圖營業(yè)收入與歸母凈利潤情況與增速（億元，%）..............................................................39圖

60：2017-2022佳力圖毛利率、凈利率情況（%）...............................................................................................39圖

61：2018-2022佳力圖各業(yè)務(wù)板塊收入情況（億元）...........................................................................................39圖

62：2022年佳力圖各板塊業(yè)務(wù)收入占比（%）

....................................................................................................39圖

63：佳力圖核心下游客戶......................................................................................................................................40圖

64：依米康發(fā)展歷程..............................................................................................................................................42圖

65：2017-2022Q3依米康營業(yè)收入與歸母凈利潤情況與增速（億元，%）

.........................................................43圖

66：2017-2022Q3依米康毛利率、凈利率情況（%）..........................................................................................43圖

67：2018-2022H1依米康各業(yè)務(wù)板塊收入情況（億元）......................................................................................43圖

68：2022H1依米康各板塊業(yè)務(wù)收入占比（%）

...................................................................................................43圖

69：依米康核心下游客戶......................................................................................................................................44圖

70：通信行業(yè)歷史

PEBand...................................................................................................................................46圖

71：通信行業(yè)歷史

PBBand...................................................................................................................................46表

1：Intel第四代至強處理器（節(jié)選）.......................................................................................................................6敬請閱讀末頁的重要說明4更多一手調(diào)研紀(jì)要和研報數(shù)據(jù)加V：shuimu9870更多資料加入知識星球：水木調(diào)研紀(jì)要關(guān)注公眾號：水木紀(jì)要行業(yè)深度報告表

2：AI服務(wù)器

CPU/GPU情況及功耗.......................................................................................................................7表

3：AI服務(wù)器系統(tǒng)整體功耗（以

NVIDIADGXA100640GB為例）

......................................................................7表

4：三種液冷方式對比

...........................................................................................................................................13表

5：TCO分析假定邊界條件...................................................................................................................................19表

6：三種情況下的風(fēng)冷/液冷系統(tǒng)

CAPEX比較

......................................................................................................19表

7：風(fēng)冷/液冷系統(tǒng)

OPEX比較

..............................................................................................................................19表

8：風(fēng)冷/液冷系統(tǒng)

TCO比較.................................................................................................................................20表

9：新增液冷解決方案市場空間測算假設(shè)與測算結(jié)果............................................................................................20表

10：主要標(biāo)的液冷溫控技術(shù)與產(chǎn)品對比................................................................................................................22表

11：英維克分業(yè)務(wù)營收及毛利率...........................................................................................................................24表

12：英維克機房溫控產(chǎn)品（部分）

.......................................................................................................................25表

13：申菱環(huán)境分業(yè)務(wù)營收及毛利率

.......................................................................................................................28表

14：申菱環(huán)境數(shù)據(jù)中心溫控產(chǎn)品（部分）

............................................................................................................30表

15：高瀾股份分業(yè)務(wù)營收及毛利率

.......................................................................................................................32表

16：同飛股份分業(yè)務(wù)營收及毛利率

.......................................................................................................................36表

17：佳力圖分業(yè)務(wù)營收及毛利率...........................................................................................................................39表

18：佳力圖

IDC產(chǎn)品（部分）

..............................................................................................................................41表

19：依米康分業(yè)務(wù)營收及毛利率...........................................................................................................................43表

20：依米康關(guān)鍵制冷設(shè)備產(chǎn)品（部分）................................................................................................................44敬請閱讀末頁的重要說明5更多一手調(diào)研紀(jì)要和研報數(shù)據(jù)加V：shuimu9870行業(yè)深度報告一、液冷溫控系統(tǒng)在高性能智算/超算中心不可或缺后摩爾定律時代下

CPU/GPU芯片的功耗隨著算力能力的提高而大幅提升，Intel、AMD主流系列處理器功耗已達到350W/400W，NVIDIAH100計算卡最大功耗可至

700W，已經(jīng)突破傳統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)散熱能力范疇。同時，隨著大模型等系列

AIGC產(chǎn)品的商業(yè)化落地，對于

AI服務(wù)器的需求將會快速提升，AI服務(wù)器中大量使用高功率

CPU、GPU芯片，帶動整臺

AI服務(wù)器功耗走高，用于訓(xùn)練

ChatGPT的

NVIDIAA100服務(wù)器的最大功耗已達

6.5kW。受制于建設(shè)面積等客觀因素，增加單機柜功率密度成為調(diào)和快速增長的算力需求與有限的數(shù)據(jù)中心承載力之間的有效方案。AI集群算力密度將達到

20-50kW/柜，2022年國內(nèi)全行業(yè)數(shù)據(jù)中心單機柜平均功率密度中

8-12kW占比

15%，同比增長

7pct，12-20kW占比

10%，同比增長

7pct，高功率數(shù)據(jù)中心機柜占比迅速增加。自然風(fēng)冷的數(shù)據(jù)中心單機柜密度一般只支持

8-10kW，冷熱風(fēng)道隔離的微模塊加水冷空調(diào)水平制冷在機柜功率超過

15kW后性價比大幅下降，液冷散熱成為解決算力爆發(fā)增長下高功率密度機柜溫控的有效解決方案。1、后摩爾定律時代芯片算力與功耗同步大幅度提升后摩爾定律時代芯片算力與功耗同步大幅度提升，風(fēng)冷散熱技術(shù)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。（1）CPU方面，隨著內(nèi)核數(shù)量的增加，處理器性能不斷提高，帶動處理器功率不斷增加，特殊場景下（如高性能云計算）處理器將使用超頻以提高運算性能，進一步提升功耗。Intel2023Q1發(fā)布的第四代至強處理器多款子產(chǎn)品熱設(shè)計功耗達

350W、AMDEPYC9004系列處理器，單顆多達

96個核心，最大功率可達

400W。（2）GPU方面，2022年英偉達于

GTC大會上發(fā)布

H100計算卡，其具有

SXM、PCIe5.0兩種樣式，最高功耗可達

700W，已超出傳統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)散熱的能力范疇，于是英偉達直接在機架中整合液冷散熱系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)的系統(tǒng)風(fēng)冷散熱。圖

1：Intel/NVIDIA歷年

CPU/GPU功耗變化NVIDIAIntel50040030020010002009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019資料來源：Intel官網(wǎng)、NVIDIA官網(wǎng)、招商證券表

1：Intel第四代至強處理器（節(jié)選）產(chǎn)品名稱內(nèi)核數(shù)量最大睿頻頻率4.00GHz處理器基本頻率2.90GHz熱設(shè)計功耗270W250W300W270W350W300W300W300W300W350W330W330WPlatinum8444HPlatinum8450HPlatinum8452YPlatinum8454HPlatinum8458PPlatinum8460HPlatinum8460Y+Platinum8461VPlatinum8462Y+Platinum8468Platinum8468HPlatinum8468V1628363244404048324848483.50GHz2.00GHz3.20GHz3.40GHz3.80GHz3.80GHz3.70GHz3.70GHz4.10GHz3.80GHz3.80GHz3.80GHz2.00GHz2.10GHz2.70GHz2.20GHz2.00GHz2.20GHz2.80GHz2.10GHz2.10GHz2.40GHz敬請閱讀末頁的重要說明6更多一手調(diào)研紀(jì)要和研報數(shù)據(jù)加V：shuimu9870更多資料加入知識星球：水木調(diào)研紀(jì)要關(guān)注公眾號：水木紀(jì)要行業(yè)深度報告Platinum8470Platinum8470NPlatinum8470QPlatinum8471NPlatinum8480+5252525256603.80GHz3.60GHz3.80GHz3.60GHz3.80GHz3.50GHz2.00GHz1.70GHz2.10GHz1.80GHz2.00GHz1.90GHz350W300W350W300W350W350WPlatinum8490H資料來源：Intel官網(wǎng)、招商證券?算力升級大趨勢下

AI服務(wù)器滲透率快速提升，A100服務(wù)器最大功耗可達

6.5kW。AI服務(wù)器由于涉及到多個大數(shù)據(jù)集并部署可伸縮的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，一般采用異構(gòu)形式架構(gòu)，根據(jù)實際需求采用

CPU+GPU、CPU+TPU、CPU+其它的加速卡的組合方式。根據(jù)

IDC數(shù)據(jù)，2022年全球

AI服務(wù)器市場規(guī)模達

202億美元，同比增長

29.8%，占服務(wù)器市場規(guī)模的比例為

16.4%，同比提升

1.2pct，預(yù)計隨著

AI大模型推理與訓(xùn)練需求的持續(xù)增長，AI服務(wù)器滲透率將會持續(xù)提升。相比于傳統(tǒng)服務(wù)器，AI服務(wù)器的

CPU/GPU功耗也隨之走高，如

H3C面對通用計算、AI應(yīng)用的

UniServerR4950G6、UniServerR5350G6服務(wù)器，其采用

AMDEPYC9004系列處理器，最大功率將達到

400W。對于整機而言，以訓(xùn)練

ChatGPT的

NVIDIADGXA100640GB為例，其采用雙路

AMDRome7742與

8顆

NVIDIAA10080GBTensorCoreGPU，最大整體功耗達到

6.5kW。表

2：AI服務(wù)器

CPU/GPU情況及功耗生產(chǎn)廠家產(chǎn)品型號CPUGPU支持

2顆

AMDEPYC9004系列處理器，單顆

支持多達

4塊雙寬或

10塊單UniServerR4950G6多達

96個核心，最大功率

400W支持

2顆

AMDEPYC9004系列處理器，單顆多達

96個核心，最大功率

400W寬

GPU卡UniServerR5350G6UniServerR5500G5支持多達

10張雙寬

GPUH3C最大支持

2顆

AMDEPYC（第二代）處理器，最高

64核，最大支持功率

280WApollo6500Gen10Plus支持

2顆

AMDEPYC7002/7003系列處理器，NVIDIAHGXA1008-GPUNVIDIAHGXA1008-GPU（ProLiantXL675d）可支持最高功耗達

280W2顆

270WIntelIceLake處理器2顆

280WAMDEPYC處理器NF5688M68顆

NVIDIAA800GPU8顆

NVIDIAA800GPUNF5488A5浪潮信息中興通訊NF5468M62顆

230W第三代智能

Intel至強可擴展處理器

支持

8塊

8塊

350WGPU卡支持

2個雙寬

GPU或

4個單NF5280A6R5300G52顆

280WAMDEPYCTMMilan系列處理器寬

GPU2顆

SapphireRapidsCPU，最大功率

350W-資料來源：H3C官網(wǎng)、浪潮信息官網(wǎng)、中興通訊微信公眾號、招商證券表

3：AI服務(wù)器系統(tǒng)整體功耗（以

NVIDIADGXA100640GB為例）系統(tǒng)規(guī)格CPUGPU雙路

AMDRome7742、共

128個核心、2.25GHz（基準(zhǔn)頻率）、3.4GHz（最大加速頻率）8顆

NVIDIAA10080GBTensorCoreGPU640GBGPU顯存操作系統(tǒng)：2個

1.92TBM.2NVME驅(qū)動器內(nèi)部存儲：30TB（8個

3.84TB）U.2NVMe驅(qū)動器存儲NVIDIANVSwitch65petaFLOPSAI10petaOPSINT8最大

6.5kW性能系統(tǒng)功耗資料來源：NVIDIA、招商證券敬請閱讀末頁的重要說明7更多一手調(diào)研紀(jì)要和研報數(shù)據(jù)加V：shuimu9870行業(yè)深度報告圖

2：服務(wù)器功耗、機架功耗/使用空間計算方法資料來源：CDCC、產(chǎn)業(yè)調(diào)研、招商證券2、AI拉動算力密度從

8KW/柜提升到

50KW/柜數(shù)據(jù)中心單機柜平均功率密度逐年提升，AI集群算力密度普遍達到

50kW/柜。算力的爆發(fā)式增長需要海量的服務(wù)器進行支撐，但受制于數(shù)據(jù)中心建設(shè)面積等客觀因素，增加單機柜功率密度成為調(diào)和快速增長的算力需求與有限的數(shù)據(jù)中心承載力之間的有效方案。根據(jù)賽迪顧問《中國液冷數(shù)據(jù)中心發(fā)展白皮書（2020）》數(shù)據(jù)，預(yù)計

2025年全球數(shù)據(jù)中心單機柜平均功率有望突破

25kW，其中，根據(jù)

ODCC《冷板式液冷服務(wù)器可靠性白皮書》數(shù)據(jù)，AI集群算力密度有望達到

20-50kW/柜。根據(jù)

CDCC統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021年國內(nèi)全行業(yè)數(shù)據(jù)中心單機柜平均功率密度中

8-12kW占比

8%、12-20kW占比

3%；2022年國內(nèi)全行業(yè)數(shù)據(jù)中心單機柜平均功率密度中

8-12kW占比

15%，同比增長

7pct，12-20kW占比

10%，同比增長

7pct，高功率數(shù)據(jù)中心機柜占比迅速增加。自然風(fēng)冷的數(shù)據(jù)中心單機柜密度一般只支持

8-10kW，冷熱風(fēng)道隔離的微模塊加水冷空調(diào)水平制冷在機柜功率超過

15kW后性價比大幅下降。未來，隨著數(shù)據(jù)中心設(shè)備發(fā)熱量持續(xù)增大，散熱冷卻系統(tǒng)移熱速率亟需與產(chǎn)熱速率相匹配，否則機柜溫度不斷升高將導(dǎo)致算力下降并損害設(shè)備，此時，液冷散熱方案在散熱能力與經(jīng)濟性上的優(yōu)勢逐步凸顯。?大型第三方數(shù)據(jù)中心企業(yè)客戶訂單中已明確出現(xiàn)液冷機柜需求。如超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心整體解決方案提供商潤澤科技表示“部分外地所開發(fā)的客戶在進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型業(yè)務(wù)時，需要公司提供液冷機柜，要求為

20kW或

30kW”、“冷板式液冷為公司未來的一個主流技術(shù)方向，客戶對此接受度較好，已經(jīng)開始準(zhǔn)備批量交付液冷機房”。未來，隨著企業(yè)數(shù)字化改造的深入推進、算力需求的不斷提升，需求端對于

20kW以上的高功率液冷機柜的接納度也將持續(xù)提高。圖

3：全球數(shù)據(jù)中心單機柜功率變化情況及預(yù)測（kW）

圖

4：機柜功率密度所對應(yīng)的散熱冷卻方式30.025.020.015.010.05.00.0200820162020E2023E2025E資料來源：ColocationAmerica、賽迪顧問、招商證券資料來源：《綠色高能效數(shù)據(jù)中心散熱冷卻技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢》、招商證券敬請閱讀末頁的重要說明8更多一手調(diào)研紀(jì)要和研報數(shù)據(jù)加V：shuimu9870更多資料加入知識星球：水木調(diào)研紀(jì)要關(guān)注公眾號：水木紀(jì)要行業(yè)深度報告圖

5：2021年國內(nèi)全行業(yè)數(shù)據(jù)中心單機柜平均功率密度

圖

6：2022年國內(nèi)全行業(yè)數(shù)據(jù)中心單機柜平均功率密度占比（%）

占比（%）12-20kW3%2-4kW6%12-20kW10%2-4kW15%8-12kW8%8-12kW15%4-6kW49%6-8kW34%4-6kW45%6-8kW15%資料來源：CDCC、招商證券資料來源：CDCC、招商證券敬請閱讀末頁的重要說明9更多一手調(diào)研紀(jì)要和研報數(shù)據(jù)加V：shuimu9870行業(yè)深度報告二、不同液冷技術(shù)的工作原理液冷技術(shù)按照液體與發(fā)熱器件的接觸方式，可分為“間接接觸型”和“直接接觸型”兩大類。間接接觸型液冷技術(shù)是指服務(wù)器熱源與液冷劑之間沒有直接接觸的換熱過程，其中，冷板式液冷是最典型的間接接觸型液冷技術(shù)；直接接觸型液冷技術(shù)是將發(fā)熱部件與直液冷劑直接接觸的冷卻方式，主要有浸沒式液冷和噴淋式液冷兩種技術(shù)，其中，浸沒式液冷最為典型。對比來看，冷板式液冷技術(shù)改造成本低、技術(shù)最成熟，浸沒式和噴淋式液冷技術(shù)冷卻效果更好，但改造成本高，且現(xiàn)階段落地應(yīng)用較少。1、冷板式液冷是目前成熟度最高、應(yīng)用最廣泛的液冷技術(shù)冷板式液冷是最典型的間接式接觸型液冷技術(shù)。冷板式液冷系統(tǒng)包括了水冷板、管道、快插接頭、分液器、冷卻液分配單元（CDU）與室外冷卻設(shè)備等組件。在冷板式液冷系統(tǒng)中，服務(wù)器芯片等發(fā)熱器件不直接接觸冷卻液，而是通過與裝有液體的冷板直接接觸來散熱，或者由導(dǎo)熱部件將熱量傳導(dǎo)到冷板上（冷板通常是由銅、鋁等高導(dǎo)熱金屬構(gòu)成的封閉腔體），然后通過冷板內(nèi)部液體循環(huán)帶走熱量。由于服務(wù)器芯片等發(fā)熱器件不用直接接觸液體，所以冷板式液冷對現(xiàn)有服務(wù)器芯片組件及附屬部件改動量較小，可操作性更強、目前成熟度最高、應(yīng)用最廣泛。圖

7：冷板式液冷系統(tǒng)部件拆分圖資料來源：英維克、招商證券冷板式液冷數(shù)據(jù)中心散熱系統(tǒng)主要由由室外（一次側(cè)）和室內(nèi)（二次側(cè)）兩部分組成。一次側(cè)通過冷卻液體與發(fā)熱部件的熱量進行相互交換的方式降低冷卻液的溫度；二次側(cè)完成發(fā)熱部件與冷卻液體熱量的交換，液體升溫帶走部件熱量。在運行過程中，機房外冷卻塔中的冷卻液通過室內(nèi)冷量分配單元（CDU）提供冷卻液循環(huán)動力，經(jīng)其二次側(cè)輸出并與服務(wù)器中高發(fā)熱量的電子元器件（CPU、GPU、內(nèi)存等）導(dǎo)熱冷板直接進行熱交換，形成的熱液經(jīng)

CDU輸出到室外冷卻塔進行冷卻，從而構(gòu)成整個循環(huán)過程，在冷板式液冷散熱方式中，硬盤、電源等發(fā)熱量較小的器件或單元仍舊采用風(fēng)冷方式散熱。敬請閱讀末頁的重要說明10更多一手調(diào)研紀(jì)要和研報數(shù)據(jù)加V：shuimu9870更多資料加入知識星球：水木調(diào)研紀(jì)要關(guān)注公眾號：水木紀(jì)要行業(yè)深度報告圖

8：冷板式液冷整體鏈路圖資料來源：藍海云

GPU、招商證券2、浸沒式液冷是最常見的直接接觸型液冷技術(shù)，散熱效率高浸沒式液冷是最常見的直接接觸型液冷技術(shù)。該技術(shù)通過將發(fā)熱器件直接浸沒于特殊定制的箱體中，通過直接接觸不導(dǎo)電的冷卻液體進行熱交換，從而達到冷卻目的，相比冷板式液冷技術(shù)，浸沒式液冷散熱效率更高，噪音更低（完全沒有風(fēng)扇），更加節(jié)能。按照冷卻液在循環(huán)散熱過程中是否發(fā)生相變，浸沒式液冷分為單相浸沒和兩相浸沒兩種類型：（1）單相浸沒式：單相浸沒式液冷中冷卻液不會發(fā)生相變。單相浸沒在浸沒式單相液冷中，發(fā)熱部件直接浸沒在冷卻液中進行熱交換，循環(huán)泵將吸收了熱量的冷卻液導(dǎo)入熱交換單元，在熱交換單元中冷卻后再循環(huán)回到箱體中為發(fā)熱部件散熱，冷卻液在循環(huán)散熱過程中始終保持液相。由于要確保冷卻液不發(fā)生氣化，單相浸沒技術(shù)通常需要使用高沸點的冷卻液，例如礦物油、合成油、天然油等氟碳化合物和碳氫化合物，冷卻液揮發(fā)流失控制相對簡單，與

IT設(shè)備有較好的電氣兼容性，且不需要頻繁補充，還易于卸載或更換服務(wù)器組件，提高了系統(tǒng)的可維護性。?IT機箱單相浸沒：該技術(shù)將服務(wù)器封裝于密封機箱中，可作為普通機架式

IT設(shè)備或獨立設(shè)備，電子元器件由絕緣液進行冷卻，可通過自然對流、循環(huán)泵或者兩者結(jié)合的方式進行冷卻，換熱器和泵可置于服務(wù)器內(nèi)部，也可以安裝在側(cè)面。圖

9：IT機箱單相浸沒技術(shù)示意圖資料來源：施耐德電氣、招商證券?水池單相浸沒：使用水池方法（開放式水箱）時，浸沒在水池中的服務(wù)器是通過垂直方式進行插拔的，這種方法多數(shù)采用集中式供電，同時向水池內(nèi)的所有服務(wù)器供電，可通過自然對流、循環(huán)泵進行冷卻，通過換熱器將絕緣液中的熱量傳遞至水回路，此方法通常使用油基絕緣液作為流體。敬請閱讀末頁的重要說明11更多一手調(diào)研紀(jì)要和研報數(shù)據(jù)加V：shuimu9870行業(yè)深度報告圖

10：水池單相浸沒技術(shù)示意圖資料來源：施耐德電氣、招商證券單相浸沒式液冷的主要優(yōu)勢在于：冷卻液價格相對更低，從而壓低了部署成本；冷卻液不會發(fā)生相變的特性使得運維人員沒有吸入蒸汽的風(fēng)險，更利于維護。（2）兩相浸沒式：兩相浸沒式液冷的冷卻液在循環(huán)散熱過程中，會不斷經(jīng)歷從液態(tài)到氣態(tài)，再從氣態(tài)回到液態(tài)的相變。服務(wù)器完全浸沒在充滿低沸點冷卻液的密閉箱體中，冷卻液受熱沸騰發(fā)生相變，蒸汽逃逸并升騰至機箱頂部形成氣相區(qū)，而后蒸汽遇到冷凝器再液化變?yōu)橐后w，繼續(xù)回到箱體內(nèi)部冷卻循環(huán)。用于兩相浸沒式的冷卻液需要有更穩(wěn)定的物理特性。由于冷卻液再熱循環(huán)過程中不斷發(fā)生相變，因此冷卻液需要有良好的化學(xué)及熱穩(wěn)定性、無腐蝕性，并且需要合適的沸點、較窄的沸程范圍和較高的汽化潛熱，硅酸酯類、芳香族物質(zhì)、有機硅、脂肪族化合物以及氟碳化合物均可用作冷卻液。圖

11：水池兩相浸沒技術(shù)示意圖資料來源：施耐德電氣、招商證券兩相浸沒式液冷的主要優(yōu)勢在于：傳熱效果最高效且最節(jié)能，足以滿足高發(fā)熱元器件對散熱的極端要求，使得服務(wù)器可以保持滿功率運行。3、噴淋式液冷是面向

IT設(shè)備精準(zhǔn)噴淋、直接接觸式的液冷技術(shù)噴淋式液冷系統(tǒng)是一種面向電子設(shè)備器件精準(zhǔn)噴淋、直接接觸式的液冷技術(shù)。噴淋式液冷系統(tǒng)主要由冷卻塔、冷水機組、CDU、噴淋液冷機柜構(gòu)成，冷卻液經(jīng)過

CDU后被泵通過管路輸送至機柜內(nèi)部，進入機柜后直接通過分液支管進敬請閱讀末頁的重要說明12更多一手調(diào)研紀(jì)要和研報數(shù)據(jù)加V：shuimu9870行業(yè)深度報告冷板式浸沒式噴淋式采用雙路環(huán)狀循環(huán)對冷凍液實

通過室外冷卻裝置進行循環(huán)，降

采用循環(huán)泵，實現(xiàn)資源的再利用，降可循環(huán)現(xiàn)二次利用，降低運營成本低運營成本低運營成本PUE1.17-1.301.05-1.081.05-1.10資料來源：《數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)發(fā)展分析》、CDCC、招商證券敬請閱讀末頁的重要說明14更多一手調(diào)研紀(jì)要和研報數(shù)據(jù)加V：shuimu9870更多資料加入知識星球：水木調(diào)研紀(jì)要關(guān)注公眾號：水木紀(jì)要行業(yè)深度報告三、液冷行業(yè)競爭格局與市場規(guī)模1、收入端：高算力需求推動

IDC數(shù)據(jù)中心發(fā)展，為液冷服務(wù)器市場提供土壤IDC市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)步增長，一線城市數(shù)據(jù)中心需求旺盛。隨著云計算、大數(shù)據(jù)的發(fā)展以及中國對數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展提出的期望，數(shù)據(jù)量將呈現(xiàn)穩(wěn)步增長態(tài)勢，提高了服務(wù)器等數(shù)據(jù)中心

IT設(shè)備的需求。據(jù)科智咨詢，2021年中國

IDC市場規(guī)模達到了

3012.7億元，同比增長

34.6%，預(yù)計

2024年將達到

6122.5億元，期間

CAGR為

26.7%，增長迅速。IDC行業(yè)存在“以需定供”的屬性，其發(fā)展具有明顯的區(qū)域集聚特征，由于一線城市人口密度大、產(chǎn)業(yè)聚集度高、經(jīng)濟密集，數(shù)據(jù)中心率先在核心城市發(fā)展，2021年長三角地區(qū)在運營

IDC占比達到

28%，京津冀地區(qū)占比

27%，粵港澳大灣區(qū)占比

15%，三大地區(qū)為

IDC機房的主要分布地。圖

13：2017-2024年中國

IDC市場規(guī)模及預(yù)測（億元）

圖

14：2021年中國在運營

IDC機柜資源地域分布80007000600050004000300020001000050%45%40%35%30%25%20%15%10%5%CAGR=26.7%19%28%5%6%15%27%0%2017

2018

2019

2020

2021

2022E

2023E

2024E長三角地區(qū)華中地區(qū)京津冀地區(qū)川渝地區(qū)粵港澳大灣區(qū)其他地區(qū)我國IDC市場規(guī)模（億元）yoy資料來源：科智咨詢、招商證券資料來源：科智咨詢、招商證券IT工作負載結(jié)構(gòu)遷移驅(qū)動液冷服務(wù)器發(fā)展。據(jù)

UptimeInstitute，近年來數(shù)據(jù)中心平均單機架功率不斷提升，主要因為

IT工作負載的結(jié)構(gòu)逐漸在由現(xiàn)場數(shù)據(jù)中心向云和托管服務(wù)進行轉(zhuǎn)移，計算密集型工作負載（AI、IOT、區(qū)塊鏈、VR、AR等）的激增拉高了承載這些應(yīng)用負載的服務(wù)器設(shè)備（虛擬機、刀片機、高密服務(wù)器）的功耗，數(shù)據(jù)中心設(shè)計功率密度的大幅提升成為了液冷服務(wù)器滲透率提高的主要驅(qū)動因素。2020年，全球約有

25%的數(shù)據(jù)中心單機架功率為1-4kW，46%的數(shù)據(jù)中心單機架功率為

5-9kW，13%的數(shù)據(jù)中心單機架功率，只有

16%的數(shù)據(jù)中心平均功率密度超20kW，為了滿足未來高算力負載需求，全球數(shù)據(jù)中心平均機架功率將保持提升。圖

15：數(shù)據(jù)中心工作負載發(fā)展趨勢圖

16：2020年全球數(shù)據(jù)中心平均單機架功率情況2%

3%5%100%90%25%7%80%54%4%70%60%50%40%30%20%10%0%58%6%13%5%5%16%16%12%8%46%202020221-4kW/機架5-9kW/機架10-19kW/機架Saas主機托管公有云企業(yè)數(shù)據(jù)中心主機租用20-29kW/機架

30-39kW/機架

40-49kW/機架微型數(shù)據(jù)中心

服務(wù)器機柜≥50kW/機架資料來源：UptimeInstitute、招商證券資料來源：UptimeInstitute、招商證券敬請閱讀末頁的重要說明15更多一