通信行業(yè)AI算力網(wǎng)絡系列報告15：NVDIAGTC前瞻液冷時代加速到來

滬深300推薦（維持）相關報告%0望催生新場景》2024-03-11已突破傳統(tǒng)風冷系統(tǒng)最佳散熱范疇。受制于單位面積散熱量及散熱效率等客觀因素，液冷成為算力需求爆發(fā)下調(diào)和單機柜功率增長的升級方案。當前數(shù)據(jù)中心液冷滲透率仍處于低位，23-24年產(chǎn)業(yè)鏈各主體加速布局液冷數(shù)據(jù)中心液冷滲透率有望快速提升。GPU、內(nèi)存等發(fā)熱部件的冷板散熱模組，在室內(nèi)與室外環(huán)境中則包含管路、快速接頭、冷量分配單元、外部冷源等。浸沒式液冷將發(fā)熱器件直接浸沒于特制箱體中，機箱、配電、CDU設備、管線與支架、足遠期數(shù)據(jù)中心的供冷變革。參考冷板式液冷服務器及機房溫控結構，國內(nèi)液冷市場可分為服務器內(nèi)部電年國內(nèi)IDC液冷行業(yè)市場規(guī)模將達到98.72億元（2023-2028CAGR為敬請閱讀末頁的重要說明2正文目錄散熱效率的有效方案 3 3 33、液冷近期催化不斷，產(chǎn)業(yè)鏈各主體加速推進液冷 4 5 6 6 8 8 8 4 5 敬請閱讀末頁的重要說明、NVIDIA下一代DGXAI系統(tǒng)將采用液冷技術，算力時代液冷逐步成為提升散熱效率的有效方案塊設計，其芯片面積預計將會達到1,000mm2-1,5力需求爆發(fā)下調(diào)和單機柜功率增長的重點升級方案。訂單有望大批量釋放，帶動未來3-5年內(nèi)國內(nèi)數(shù)據(jù)敬請閱讀末頁的重要說明43、液冷近期催化不斷，產(chǎn)業(yè)鏈各主體加速推進液冷技術研發(fā)與交流英維克、申菱環(huán)境、高瀾股份、佳力圖等針對AI技術發(fā)展等議題展開技術研討與交流，助力數(shù)據(jù)中心液冷溫控方案加速落地。催化3：NVIDIAGTC2024即將召開，有望帶敬請閱讀末頁的重要說明5二、二、產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)主體液冷布局情況產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)廠商名稱液冷布局重要進展芯片廠商與維諦技術達成合作，共同為Gaudi3AI加速芯片開發(fā)液冷解決方案NVIDIA2022年5月，推出基于直接芯片冷卻技術（Direct-to-Chip）的A10080GBPCIe液冷GPU；2023年6月，與維諦等行業(yè)伙伴共同嘗試構建混合液體冷卻方案；2023年7月，與臺積電、高力等廠商合作，開發(fā)AIGPU浸沒式液冷系統(tǒng)；2024年3月，維諦已與NVIDIA專家團隊共同完成GPU型高密數(shù)據(jù)中心液冷方案研發(fā)測試Google2018年TPUv3POD首次采用液冷技術；2021年TPUv4封裝和PCB中帶有4個液冷封裝；2023年發(fā)布新一代TPUv5p，在高密度算力的加持下，液冷技術方案有望全面鋪開服務器廠商華為2019年4月，華為正式發(fā)布FusionServerPro智能服務器，采用全液冷機柜解決方案，單個機柜最大可支持65kW散熱能力；昇騰算力集群方面，華為昇騰Atlas900PoD同樣采用全液冷散熱模式，整體PUE可≤1.15中科曙光公司冷板式液冷可用于中、高密度數(shù)據(jù)中心，浸沒式液冷可用于高密度數(shù)據(jù)中心（單機柜18-30kW）建設；曙光數(shù)創(chuàng)位列國內(nèi)液冷基礎設施部署份額第一，青島產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基地可實現(xiàn)核心液冷產(chǎn)品100%中興通訊CPU層面聯(lián)合Intel將三維立體真空腔均熱板（3DVC）散熱技術引入服務器散熱設計中；冷板式液冷提供微通道冷板、大浮動冷板等多種冷板方案；浸沒式液冷提供不同類型工質(zhì)浸沒式液冷解決方案紫光股份（新華三）可提供全計算平臺液冷服務器產(chǎn)品（包含通用計算平臺、異構計算平臺）、液冷交換機等ICT分布式/集中式CDU的液冷數(shù)據(jù)中心整體解決方案浪潮信息已擁有500余項液冷技術領域核心專利，參與制定與發(fā)布10余項冷板式液冷、浸沒式液冷相關設計技術標準；公司“天池”生產(chǎn)基地可實現(xiàn)冷板式液冷整機柜的大批量交付，整體交付周期在5-7天，年產(chǎn)量可達10萬臺IDC企業(yè)潤澤科技2021年初便攜手電信運營商、國內(nèi)知名互聯(lián)網(wǎng)廠商進行液冷智算中心項目合作，2021年底相關合作成果正式投產(chǎn)；2023年8月末，公司A-11液冷智算中心開始正式上架，2個月上架率超70%，遠超傳統(tǒng)IDC機房；公司后續(xù)廊坊B區(qū)也將借鑒已投運液冷數(shù)據(jù)中心經(jīng)驗，整體支持21.5-50kW機柜互聯(lián)網(wǎng)廠商阿里巴巴2016年，阿里云推出首款商用浸沒式液冷服務器；2017年，阿里巴巴建立起互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)全球首個浸沒式液冷服務器集群，并于2018年在張北數(shù)據(jù)中心進行規(guī)?；渴穑?020年，阿里巴巴首座5A級綠色等級浸沒式液冷數(shù)據(jù)中心落地，2021年二期項目正式封頂字節(jié)跳動2021-2023年，字節(jié)跳動著力推進液冷技術的研發(fā)與試點；2023年起，公司基于對于成本和TCO的平衡，全面推進“風液兼容”新型制冷方案的研發(fā)，當前，冷板式液冷已成為字節(jié)跳動的主要技術方案騰訊騰訊云在IceLake產(chǎn)品發(fā)布時期就已經(jīng)與Intel展開液冷相關的合作；騰訊主要采用冷板式液冷技術打造液冷微模塊數(shù)據(jù)中心，通過產(chǎn)品化、模塊化模式，使得液冷模塊快速批量化部署百度2016年實現(xiàn)基于IntelPurly平臺的CPU液冷服務器落地；2018年液冷AI服務器集X-MAN2.0正式亮相，并于2022年成功迭代至X-MAN4.0；2023年全棧自研“靈犀”液冷系統(tǒng)，立足于AIDC應用場景，實現(xiàn)了單芯片解熱能力1,200W以上、支持單機柜整體功率100kW以上，滿足IT側迭代需求運營商三大運營商2023年開展技術驗證；2024年開展規(guī)模測試，新建數(shù)據(jù)中心項目中10%規(guī)模試點應用液冷技術；2025年開展規(guī)模應用，50%以上數(shù)據(jù)中心項目應用液冷技術；當前整體進度符合預期政府超算中心多數(shù)采用曙光浸沒式液冷方案（如合肥先進計算中心、國家超級計算鄭州中心、國家超級計算深圳中心、國家超級計算成都中心、國家超級計算昆山中心）敬請閱讀末頁的重要說明6智算中心大規(guī)模應用液冷解決方案（如長沙5A級智算中心、上海臨港智算中心、龍華新型工業(yè)智算中智算中心 降低28%，并可在空間相同的條件下，實現(xiàn)雙倍計算敬請閱讀末頁的重要說明公司聯(lián)合Intel等合作伙伴為客戶提式液冷解決方案。2024年2月，公司在MWC24上推出高密度液冷整機柜敬請閱讀末頁的重要說明4、互聯(lián)網(wǎng)廠商款商用浸沒式液冷服務器；2017年，阿里巴巴建立起互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)全球年成功迭代至X-MAN4.0，成為當時國內(nèi)最大的AI敬請閱讀末頁的重要說明心、國家超級計算鄭州中心、國家超級計算深圳中心、國家超級計算成都中心、運的長沙5A級智算中心、上海臨港智算中心、龍華新型工業(yè)智敬請閱讀末頁的重要說明三、液冷市場空間測算與重點溫控廠商布局三、液冷市場空間測算與重點溫控廠商布局情況冷板式液冷在服務器內(nèi)部包含CPU、GPU、內(nèi)存等發(fā)熱部件的冷板散熱模組，境方面，室內(nèi)完成發(fā)熱部件與冷卻液的熱量交換后，形成的熱液經(jīng)CD敬請閱讀末頁的重要說明短期來看，冷板式液冷適合AI時代下的大規(guī)模應用，符合當下數(shù)據(jù)中心由風冷現(xiàn)出更好的冷卻效果與更低的PUE控制，滿足長期維度下數(shù)據(jù)中心單機柜功耗持續(xù)提升的演進方向。冷板式浸沒式噴淋式接觸方式間接接觸型直接接觸型直接接觸型改造成本較低較高可維護性優(yōu)秀較差空間利用率較高最高兼容性未與主板和芯片模塊進行直接直接接觸，材料兼容性較差直接接觸，材料兼容性較差冷卻效果較好優(yōu)秀優(yōu)秀安裝便捷程度不改變服務器主板原有的形態(tài)，保留現(xiàn)有服務器主板，安裝便捷改變服務器主板原有結構，需重新安裝不改變服務器主板原有的形態(tài)，安裝便捷可循環(huán)采用雙路環(huán)狀循環(huán)對冷凍液實現(xiàn)二次利用，降低運營成本通過室外冷卻裝置進行循環(huán)，降低運營成本低運營成本PUE敬請閱讀末頁的重要說明預計2025年國內(nèi)IDC液冷行業(yè)市場規(guī)模將達到48.31億元（2023-2025CAGR=71.11%2028年國內(nèi)IDC液冷行業(yè)市場規(guī)模將達到98.72億元國內(nèi)-機房環(huán)境溫控市場規(guī)模測算2023E2024E2025E2026E2027E2028E中國服務器出貨量（萬臺）373.00394.80413.19431.80450.79470.79中國AI服務器出貨量（萬臺）3.0010.0013.0015.6017.9420.63AI服務器出貨滲透率（%）0.80%2.53%3.15%3.61%3.98%4.38%AI服務器機柜液冷滲透率（%）20%35%45%55%60%AI服務器平均功率（kW）4.05.56.58.0AI服務器單kW液冷價值量（萬元）0.700.650.600.500.400.35中國AI服務器液冷機柜市場規(guī)模（億元）1.267.1517.7528.0839.4751.99中國通用服務器出貨量（萬臺）370.00384.80400.19416.20432.85450.16通用服務器機柜液冷滲透率（%）8%23%通用服務器平均功率（kW）0.9通用服務器單kW液冷價值量（萬元）0.500.420.350.300.250.20中國通用服務器液冷機柜市場規(guī)模（億元）13.3217.7820.1723.4125.3226.92中國液冷機房市場規(guī)模（億元）14.5824.9337.9151.4964.7978.91國內(nèi)-服務器電子散熱市場規(guī)模測算2023E2024E2025E2026E2027E2028EAI服務器出貨量滲透率（%）0.80%2.53%3.15%3.61%3.98%4.38%中國AI服務器出貨量（萬臺）3.0010.0013.0015.6017.9420.63單顆GPU配置液冷板價格（萬元）0.080.100.100.100.120.12中國AI服務器電子散熱-液冷市場規(guī)模（億元）1.928.0010.4012.4817.2219.81國內(nèi)液冷行業(yè)整體市場規(guī)模16.5032.9348.3163.9782.0198.72敬請閱讀末頁的重要說明3、重點溫控廠商液冷技術布局情況表4：重點溫控廠商液冷技術布局情況溫控廠商技術儲備可提供液冷產(chǎn)品液冷技術最新進展英維克冷板式液冷、浸沒式液冷冷板、管路、快速接頭、漏液檢測、Manifold、CDU、液冷工質(zhì)、液冷系源等2021年公司全鏈條液冷解決方案便已實現(xiàn)單機柜200KW批量交付；2022年公司推出面向不同場景的Coolinside全鏈條液冷6大集成解決方案；2023年7月，公司與Intel簽署項目合作備忘錄，共同推進液冷解決方案測試與推廣；2023年11月，公司發(fā)布XSpace微模塊液冷新產(chǎn)品，滿足高密度、高功率場景及存量數(shù)據(jù)中心改造的多樣化需求；截至2024年3月，公司已完成超過900MW液冷項目交付，并已與超聚變、寧暢、Intel等深度合作，共同推進數(shù)據(jù)中心液冷解決方案的測試與推廣科創(chuàng)新源冷板式液冷、浸沒式液冷--公司已針對數(shù)據(jù)中心服務器核心零部件的散熱需求，進行了不同方案的散熱器產(chǎn)品開發(fā)與技術儲備；2023年7月，公司與霍尼韋爾簽署《合作備忘錄》，就數(shù)據(jù)中心服務器虹吸散熱技術、板換液冷技術、單相/兩相浸沒式液冷技術開展合作；為滿足國內(nèi)主要通信設備商的服務器散熱需求，公司已進行相應的產(chǎn)品與技術儲備，相關業(yè)務已進入產(chǎn)能規(guī)劃與產(chǎn)線建設階段公司虹吸式特種散熱模組已實現(xiàn)向霍尼韋爾的小批量產(chǎn)品供應，滿足通信設備商的液冷板已進入樣品開發(fā)與產(chǎn)能規(guī)劃階段申菱環(huán)境冷板式液冷、浸沒式液冷散熱冷源、ACM-CDU、智能控制系統(tǒng)、預制化輸送管網(wǎng)、Manifold等公司自2011年便開始研究數(shù)據(jù)中心液冷散熱技術，與浪潮信息等合作完成定制液冷服務器及液冷散熱系統(tǒng)的開發(fā)；當前公司已實現(xiàn)近萬臺液冷機組的商業(yè)交付，解決方案包含冷板式液冷、 浸沒式液冷，成功應用于超算中心、海外數(shù)據(jù)中心、運營商液冷機房項目截至2022年底，公司數(shù)據(jù)中心液冷產(chǎn)品累計交付超500MW；公司通過定增項目建設全新的液冷制造基地，預計將于2024年投產(chǎn)（其中包含第二基地新增約10億元產(chǎn)能，面向公司數(shù)據(jù)中心、儲能溫控業(yè)務）網(wǎng)宿科技浸沒式液冷液冷機柜、專用冷卻液、R410A冷媒冷卻系統(tǒng)、集成的柜體監(jiān)控系統(tǒng)2013年首套液冷樣機投入使用；2015年液冷產(chǎn)品正式投入商用階段。公司浸沒式液冷產(chǎn)品已覆蓋云計算、科研教育、游戲動漫、視頻渲染、超算中心、高校等領域?qū)I(yè)用戶；2022年11月，綠色云圖攜手戴爾科技，在第五屆進博會現(xiàn)場展示新型液冷機柜及液冷解決方案；2023年2月，綠色云圖與戴爾科技簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，聚焦浸沒式液冷產(chǎn)品研發(fā)與市場推廣；2023年12月，公司正式發(fā)布《數(shù)據(jù)中心浸沒式液冷系統(tǒng)單相冷卻液技術指標和測試方法》，填補行業(yè)標準空白，進一步推動浸沒式液冷技術落地；2024年3月，綠色云圖與Intel簽署合作協(xié)議，雙方將基于Intel下一代BirchStream平臺，共同研發(fā)數(shù)據(jù)中心浸沒式液冷系統(tǒng)高瀾股份冷板式液冷、浸沒式液冷浸沒式液冷Tank、CDU（含控制系統(tǒng)）、水分配與冷卻塔2020年公司成立控股子公司高瀾創(chuàng)新科技，成功研制冷板式液冷、浸沒式液冷、集裝箱液冷數(shù)據(jù)中心三大類產(chǎn)品，并成為頭部互聯(lián)網(wǎng)廠商溫控供應2022年8月，公司與國內(nèi)GPU廠商芯動科技簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議；截至2023H1，公司數(shù)據(jù)中心液冷及儲能液冷在手訂單總額達1.92億元同飛股份冷板式液冷、浸沒式液冷CDU、環(huán)形管路和Manifold終端等2022年7月，公司宣布與超聚變合作，加強數(shù)據(jù)中心溫控領域的產(chǎn)品開發(fā)；2022年11月，公司在C