2024年Vertiv Holdings Co公司研究：受益AI趨勢(shì)-散熱、電源管理產(chǎn)品有望持續(xù)增長(zhǎng)

2024年VertivHoldingsCo公司研究：受益AI趨勢(shì)_散熱、電源管理產(chǎn)品有望持續(xù)增長(zhǎng)一、AI時(shí)代液冷大有可為，綁定英偉達(dá)有望充分受益1.1AI時(shí)代功耗提升，液冷市場(chǎng)大有可為AI等新的應(yīng)用場(chǎng)景出現(xiàn)，對(duì)算力設(shè)備和承載算力的數(shù)據(jù)中心均提出更高的要求。在拉動(dòng)數(shù)據(jù)中心需求的同時(shí)，伴隨著算力密度的提高，算力芯片、算力設(shè)備、數(shù)據(jù)中心機(jī)柜的熱密度都將顯著提高，液冷技術(shù)在算力設(shè)備散熱和數(shù)據(jù)中心散熱的全鏈條導(dǎo)入將加快。與傳統(tǒng)服務(wù)器相比，AI服務(wù)器在單服務(wù)器芯片數(shù)量，以及單芯片的能耗上都有較大提升。從服務(wù)器芯片數(shù)量來(lái)看，傳統(tǒng)服務(wù)器通常只有兩個(gè)CPU，而AI服務(wù)器除了兩個(gè)CPU外，還需要搭載GPU，一般訓(xùn)練服務(wù)器采用2個(gè)CPU+8個(gè)GPU的組合。以戴爾的服務(wù)器為例，其傳統(tǒng)云計(jì)算服務(wù)器HS5620系列采用2個(gè)IntelCPU；面向AI推理的PowerEdgeXE8640采用2個(gè)IntelCPU與4個(gè)GPU；面向大語(yǔ)言模型訓(xùn)練的PowerEdgeXE9680采用2個(gè)GPU與8個(gè)GPU。相比傳統(tǒng)云計(jì)算服務(wù)器，隨著芯片數(shù)量的增加，AI服務(wù)器所采用的電源功率有較明顯提升，傳統(tǒng)云計(jì)算服務(wù)器電源最低功率700W，最高為1800W；而用于訓(xùn)練與推理的電源功率都為2800W。除了芯片數(shù)量的提升外，隨著AI芯片的迭代，單芯片的功耗有較明顯提升。以英偉達(dá)產(chǎn)品為例，首代AI訓(xùn)練芯片V100NVLink版本最高功耗為300W，A100NVLink版本最高功耗為400W，H100NVLink版本最高功耗為700W；B200功耗最高為1000W。AMD的AI芯片也隨著產(chǎn)品迭代，功耗不斷提升，MI300X功耗最高為750W，MI300A功耗最高為760W。未來(lái)來(lái)看，AI芯片對(duì)于算力需求將持續(xù)增加，有望進(jìn)一步帶動(dòng)散熱解決方案升級(jí)。目前傳統(tǒng)服務(wù)器由于只搭載兩顆CPU，功耗較低，通常采用服務(wù)器風(fēng)扇作為散熱方式。而AI服務(wù)器由于功耗更高，對(duì)散熱有更大要求，采用的風(fēng)冷系統(tǒng)需要增加機(jī)柜空調(diào)，增加熱交換能力。根據(jù)公司發(fā)布的《數(shù)據(jù)中心液冷解決方案》白皮書(shū)，當(dāng)機(jī)架密度達(dá)到20kW以上時(shí)，風(fēng)冷的效率減弱，需要采用液冷技術(shù)滿足高熱密度機(jī)柜的散熱需求。液冷技術(shù)分為接觸式及非接觸式兩種，接觸式液冷是指將冷卻液體與發(fā)熱器件直接接觸的一種液冷實(shí)現(xiàn)方式，包括浸沒(méi)式和噴淋式液冷等具體方案。非接觸式液冷是指冷卻液體與發(fā)熱器件不直接接觸的一種液冷實(shí)現(xiàn)方式，包括冷板式等具體方案。其中，冷板式液冷采用微通道強(qiáng)化換熱技術(shù)具有極高的散熱性能，目前行業(yè)成熟度最高；而浸沒(méi)式和噴淋式液冷實(shí)現(xiàn)了100%液體冷卻，具有更優(yōu)的節(jié)能效果。由于目前服務(wù)器功耗未達(dá)到必須浸沒(méi)式液冷的條件，以及浸沒(méi)式液冷成熟度仍然較初期，目前非接觸式液冷仍然是主流方案。液冷系統(tǒng)通用架構(gòu)包括室外側(cè)的冷卻塔、一次側(cè)管網(wǎng)、一次側(cè)冷卻液；室內(nèi)側(cè)的CDU、液冷機(jī)柜、ICT設(shè)備、二次側(cè)管網(wǎng)和二次側(cè)冷卻液。采用液冷后，數(shù)據(jù)中心散熱系統(tǒng)更為復(fù)雜，零組件數(shù)量有明顯提升，帶動(dòng)整體價(jià)值量提升。根據(jù)公司網(wǎng)站，對(duì)于有十列機(jī)架的傳統(tǒng)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，散熱只需要6臺(tái)工業(yè)空調(diào)；而對(duì)于同樣10列機(jī)柜的需要液冷的數(shù)據(jù)中心，需要10臺(tái)工業(yè)空調(diào)、列間管道、以及列間CDU。1.2從HGX/DGX升級(jí)到NVL系統(tǒng)，綁定英偉達(dá)有望充分受益2024年3月，英偉達(dá)在GTC大會(huì)當(dāng)中推出了新一代采用Blackwell架構(gòu)的GPU產(chǎn)品。Blackwell架構(gòu)GPU具有2080億個(gè)晶體管，采用專門定制的雙倍光刻極限尺寸4NPTSMC工藝制造，通過(guò)10TB/s的片間互聯(lián)，將GPU裸片連接成一塊統(tǒng)一的GPU。同時(shí)英偉達(dá)也發(fā)布了Blackwell架構(gòu)的GB200superchip。NVIDIAGB200GraceBlackwell超級(jí)芯片通過(guò)900GB/s超低功耗的片間互聯(lián)，將兩個(gè)NVIDIAB200TensorCoreGPU與NVIDIAGraceCPU相連。GB200是NVIDIAGB200NVL72的關(guān)鍵組件。NVIDIAGB200NVL72是一套多節(jié)點(diǎn)液冷機(jī)架級(jí)擴(kuò)展系統(tǒng)，適用于高度計(jì)算密集型的工作負(fù)載。它將36個(gè)GraceBlackwell超級(jí)芯片組合在一起，其中包含通過(guò)第五代NVLink相互連接的72個(gè)BlackwellGPU和36個(gè)GraceCPU?？紤]到GB200的較大性能優(yōu)勢(shì)，以及用戶習(xí)慣已經(jīng)得到初步培養(yǎng)，我們認(rèn)為采用GB200的NVL系統(tǒng)出貨占比有望較上一代明顯提升。對(duì)于LLM推理工作負(fù)載，相較于同樣數(shù)量的NVIDIAH100TensorCoreGPU，GB200NVL72最高可提供30倍的性能提升以及其成本和能耗最低可降至1/25。從性能來(lái)看，GB200也相比兩顆B200具備更高算力。同時(shí)考慮到GB200采用1.8TNVLink進(jìn)行最多576個(gè)GPU的連接，集群能力更強(qiáng)，我們認(rèn)為未來(lái)GB200出貨占比有望明顯提升。搭載GH200的NVL32系統(tǒng)已經(jīng)采用液冷，GH200僅采用一顆HopperGPU與GraceCPU封裝，GB200采用兩顆BlackwellGPU與GraceCPU封裝，芯片數(shù)量與單GPU能耗都有提升，預(yù)計(jì)將繼續(xù)采用液冷方案。GB200的出貨占比提升有望拉動(dòng)數(shù)據(jù)中心液冷滲透率。根據(jù)英偉達(dá)24年3月的GTCAnalystCall，英偉達(dá)目前與公司合作液冷系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。我們認(rèn)為隨著GB200NVL系統(tǒng)出貨比例提升，公司有望充分受益。分下游看，23年公司測(cè)算下游應(yīng)用數(shù)據(jù)中心營(yíng)收占比為75%，分產(chǎn)品來(lái)看，公司測(cè)算23年熱管理營(yíng)收占比為30%。根據(jù)公司測(cè)算，23年數(shù)據(jù)中心重要基礎(chǔ)設(shè)施全球市場(chǎng)為335億美元，受益AI拉動(dòng)，23~28年市場(chǎng)CAGR為9~12%，其中云廠商AI相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)CAGR為14~17%，高于整體行業(yè)。根據(jù)DgtlInfra測(cè)算，空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)械、冷卻系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施投入當(dāng)中占比15~20%。我們認(rèn)為公司與英偉達(dá)深度合作開(kāi)發(fā)配套液冷系統(tǒng)，而英偉達(dá)作為AI龍頭廠商，公司有望充分受益，熱管理營(yíng)收增速有望超過(guò)行業(yè)平均增速。1.3雙碳戰(zhàn)略下低PUE大勢(shì)所趨，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心散熱有望升級(jí)換代PUE（電源使用效率）是評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中心能源效率的指標(biāo),是數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負(fù)載使用的能源之比，PUE越接近1能效水平越好。算力的持續(xù)增加，意味著硬件部分的能耗也在持續(xù)提升；在保證算力運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，只有通過(guò)降低數(shù)據(jù)中心輔助能源的消耗，才能達(dá)成節(jié)能目標(biāo)下的PUE要求。根據(jù)中興通訊測(cè)算，典型數(shù)據(jù)中心能耗當(dāng)中，制冷系統(tǒng)占比達(dá)到24%以上，是數(shù)據(jù)中心輔助能源中占比最高的部分，因此，降低制冷系統(tǒng)能耗能夠極大的促進(jìn)PUE的降低。近年來(lái)，為了降低制冷系統(tǒng)電能消耗，行業(yè)內(nèi)對(duì)機(jī)房制冷技術(shù)進(jìn)行了持續(xù)的創(chuàng)新和探索。間蒸/直蒸技術(shù)通過(guò)縮短制冷鏈路，減少過(guò)程能量損耗實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心PUE降至1.15~1.35；液冷則利用液體的高導(dǎo)熱、高傳熱特性，在進(jìn)一步縮短傳熱路徑的同時(shí)充分利用自然冷源，實(shí)現(xiàn)了PUE小于1.25的極佳節(jié)能效果。目前政策端對(duì)數(shù)據(jù)中心PUE提出了較高要求，根據(jù)工信部發(fā)布的《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》要求新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.3以下，嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)力爭(zhēng)降低到1.25以下，催生液冷需求。根據(jù)Statista，目前全球數(shù)據(jù)中心PUE2023年平均為1.58，未來(lái)仍有較大下降空間，液冷服務(wù)器滲透率有望持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)MordorIntelligence測(cè)算，2024年全球數(shù)據(jù)中心液冷市場(chǎng)規(guī)模為44.8億美元，2029年預(yù)計(jì)為127.6億美元，24~29CAGR為23.31%。1.4散熱方案全面布局，下游客戶廣泛覆蓋，有望充分受益數(shù)據(jù)中心散熱升級(jí)公司是數(shù)據(jù)中心散熱方案領(lǐng)先廠商，可以提供從傳統(tǒng)風(fēng)冷到浸沒(méi)式液冷的一系列配套產(chǎn)品。產(chǎn)品包括空氣處理器、空調(diào)機(jī)組、冷水機(jī)組、背板換熱器、CDU、浸沒(méi)式液冷等全套產(chǎn)品。公司1965年開(kāi)始進(jìn)入IT基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)，目前已經(jīng)在全球獲得大量客戶。目前公司主要客戶包括阿里巴巴、阿爾斯通、美洲電信、AT&T、中國(guó)移動(dòng)、Equinix、愛(ài)立信、信實(shí)工業(yè)、西門子、西班牙電信、騰訊、威瑞森電信和沃達(dá)豐等。除了傳統(tǒng)客戶外，目前在AI領(lǐng)域公司也與英偉達(dá)、英特爾合作。與伊頓、施耐德等散熱廠商相比，公司數(shù)據(jù)中心營(yíng)收占比更大，疊加與英偉達(dá)合作開(kāi)發(fā)液冷系統(tǒng)，有望最為受益。公司測(cè)算公司23年數(shù)據(jù)中心營(yíng)收占比約75%。根據(jù)伊頓22年投資者交流日，伊頓2020年數(shù)據(jù)中心營(yíng)收占比為17%，預(yù)計(jì)2025年為23%。根據(jù)施耐德23年投資者交流日，施耐德2022年訂單當(dāng)中19%來(lái)自數(shù)據(jù)中心。公司營(yíng)收增速在23年也領(lǐng)先主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手施耐德與伊頓。二、電源產(chǎn)品覆蓋全面，服務(wù)業(yè)務(wù)有望穩(wěn)定增長(zhǎng)2.1數(shù)據(jù)中心功耗提升，促進(jìn)電源管理量?jī)r(jià)齊升數(shù)據(jù)中心電氣系統(tǒng)在基礎(chǔ)設(shè)施成本當(dāng)中占比最高，根據(jù)DgtlInfra測(cè)算，電氣系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施成本當(dāng)中占比達(dá)到40~45%，每平方英尺電氣系統(tǒng)的成本在280~460美元。在建設(shè)成本當(dāng)中，根據(jù)艾瑞咨詢，占比最高的為柴油發(fā)電機(jī)組、電力用戶站、UPS電源設(shè)備，占比分別為23%、20%、18%。AI在數(shù)據(jù)中心工作負(fù)載中所占的比例日益增加。這意味著需要向更高機(jī)柜功率密度進(jìn)行轉(zhuǎn)變，對(duì)于數(shù)據(jù)中心電源產(chǎn)品也具備更高需求。根據(jù)施耐德測(cè)算，2023年人工智能目前的電力需求為4.5GW，并預(yù)測(cè)至2028年將以25%-33%的CAGR進(jìn)行增長(zhǎng)，最終達(dá)到14GW至18.7GW。根據(jù)施耐德，由于AI帶來(lái)的機(jī)柜功率密度提升，傳統(tǒng)北美數(shù)據(jù)中心使用的電壓120/208V將面臨較大挑戰(zhàn)，存在電源線混亂、氣流阻塞以及成本問(wèn)題。由于電壓加倍意味著功率加倍，現(xiàn)有的120/208V數(shù)據(jù)中心應(yīng)將其配電系統(tǒng)改造為240/415V。新建數(shù)據(jù)中心應(yīng)該在設(shè)計(jì)時(shí)考慮240/415V，同時(shí)配電模塊也將切換到更高規(guī)格的產(chǎn)品，目前標(biāo)準(zhǔn)的60/63APDU將難以使用，需要采用定制化的額定電流大于60/63A的rPDU或采用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的PDU。根據(jù)施耐德測(cè)算，一個(gè)2N600kW的數(shù)據(jù)中心采用240V電壓時(shí)，PDU、變壓器等成本為27萬(wàn)美元，材料以及10年能耗成本為42萬(wàn)美元。數(shù)據(jù)中心電源產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局較為分散。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，國(guó)內(nèi)UPS廠商已超過(guò)2000多家，但規(guī)模較大的企業(yè)數(shù)量有限。2020年銷售額過(guò)億的UPS廠商不足12家，市場(chǎng)份額主要被科華數(shù)據(jù)、華為、維諦、山特等企業(yè)占據(jù)。2020年，科華市占率為14.9%，位列國(guó)內(nèi)UPS市場(chǎng)第一名；華為市場(chǎng)份額占13.3%，排名第二；維諦以11.5%的市場(chǎng)份額位居第三。受益于數(shù)據(jù)中心功率提升帶動(dòng)的散熱系統(tǒng)以及電源系統(tǒng)的升級(jí)換代，公司產(chǎn)品銷售額穩(wěn)步提升。2019年公司重要基礎(chǔ)設(shè)施與解決方案銷售額為26.33億美元，2023年提升至44.49億美元，期間除2020年以外都實(shí)現(xiàn)同比增長(zhǎng)，19~23CAGR為14.02%。分地區(qū)來(lái)看，公司重要基礎(chǔ)設(shè)施與解決方案的增長(zhǎng)主要來(lái)自美洲，23年公司重要基礎(chǔ)設(shè)施與解決方案在美洲地區(qū)實(shí)現(xiàn)銷售額25.61億美元，占比57.55%?？紤]到目前AI數(shù)據(jù)中心建設(shè)集中在北美地區(qū)，有望有力拉動(dòng)公司營(yíng)收增長(zhǎng)。受益數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)以及散熱系統(tǒng)的更新?lián)Q代以及需求增加，公司在手訂單不斷增長(zhǎng)。截至1Q24，公司在手訂單已經(jīng)達(dá)到63億美元，較23Q1的48億美元實(shí)現(xiàn)較明顯提升。2.2產(chǎn)品出貨帶動(dòng)服務(wù)營(yíng)收同步增長(zhǎng)，硬件、服務(wù)全面覆蓋拉動(dòng)盈利能力向上公司產(chǎn)品出貨不斷增長(zhǎng)，客戶的保有量不斷增加，有望帶動(dòng)公司服務(wù)業(yè)務(wù)持續(xù)增長(zhǎng)。公司服務(wù)業(yè)務(wù)除了產(chǎn)品的維護(hù)保養(yǎng)以外，也包含數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施軟件方案，如實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軟件等。截至23Q4，公司在全球擁有超過(guò)200個(gè)服務(wù)中心以及超過(guò)3500名服務(wù)工程師。公司23年服務(wù)與備件營(yíng)收19~23年穩(wěn)步增長(zhǎng)，23年?duì)I收達(dá)到15.92億美元，同比增長(zhǎng)7.52%，24Q1為3.69億元，同比增長(zhǎng)10.22%。公司毛利率與費(fèi)用率改善，帶動(dòng)營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率增長(zhǎng)。盈利能力方面，公司22年毛利率為28.39%，營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率為4.06%；23年毛利率提升至34.98%，營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率提升至13.17%，24Q1毛利率與營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率分別為34.56%、12.36%。公司庫(kù)存周轉(zhuǎn)天數(shù)較為穩(wěn)定，23Q3庫(kù)存周轉(zhuǎn)天數(shù)為76.05天，23Q4、24Q1分別為68.83、76.72天。受益產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改善以及需求增加，公司利潤(rùn)端的增長(zhǎng)主要來(lái)自產(chǎn)品量?jī)r(jià)的提升。公司2022年Non-GAAP營(yíng)業(yè)利潤(rùn)為4.39億美元，23年為10.65億美元。根據(jù)公司計(jì)算，利