機(jī)械-AIDC智算中心-高功率、高壓、直流、液冷趨勢(shì)的投資機(jī)會(huì)梳理(一)

AIDC智算中心-高功率、高壓、直流、液冷郵箱證書(shū)編號(hào)S1230520050001郵箱分析師.1、動(dòng)態(tài)負(fù)載特性對(duì)智算中心基礎(chǔ)設(shè)備提出更高要求；供電架構(gòu)趨于高壓化、直流化。?高壓化：高壓帶來(lái)更高功率，為高功率機(jī)柜提供更優(yōu)解決方案。?直流化：直流提升供電效率，減少電能損耗。2、液冷技術(shù)逐漸成為智算中心應(yīng)用主流；冷板技術(shù)以兼容性、可靠性等優(yōu)勢(shì)有望迎來(lái)爆發(fā)。?液冷技術(shù)相對(duì)于風(fēng)冷，具備低能耗、高散熱、低噪音等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)有望在AIDC廣泛應(yīng)用。?冷板技術(shù)在行業(yè)內(nèi)具有10年以上的研究積累，技術(shù)成熟度最高。3、柴油發(fā)電確保電力保障，總功率、升功率和啟動(dòng)可靠性決定了柴發(fā)產(chǎn)品技術(shù)水平?持續(xù)供電時(shí)間長(zhǎng)，可在UPS儲(chǔ)能耗盡后接力供電，為數(shù)據(jù)中心提供長(zhǎng)時(shí)間、穩(wěn)定且可靠的備用電力保障。?柴油發(fā)電機(jī)不受電網(wǎng)波動(dòng)的影響，能獨(dú)立穩(wěn)定地運(yùn)行。?大功率的柴油發(fā)電機(jī)可為智算中心提供更強(qiáng)勁的電力支撐；啟動(dòng)可靠的柴油發(fā)電機(jī)可確保停電后發(fā)電機(jī)組能夠第一時(shí)間啟動(dòng)，來(lái)維系整個(gè)數(shù)據(jù)中心的用電需求。4、投資建議?散熱系統(tǒng)方面，建議關(guān)注研發(fā)和定制化能力強(qiáng)的液冷廠商：英維克、申菱環(huán)境；應(yīng)急電源方面，建議關(guān)注技術(shù)能力優(yōu)秀的大功率柴油發(fā)電機(jī)廠商：濰柴重機(jī)、科泰電源、泰豪科技。5、風(fēng)險(xiǎn)提示52AI應(yīng)用發(fā)展不及預(yù)期。?海內(nèi)外宏觀和政策環(huán)境惡化；智算中心發(fā)展低于預(yù)2AI應(yīng)用發(fā)展不及預(yù)期。3·供電架構(gòu)趨于高壓化、直流化供電架構(gòu)趨于高壓化、直流化01動(dòng)態(tài)負(fù)載特性對(duì)智算中心基礎(chǔ)設(shè)備提出更高要求?發(fā)展趨勢(shì)：隨著生成式人工智能興起，醫(yī)療、金融、制造等多領(lǐng)域?qū)θ斯ぶ悄軕?yīng)用需求大增，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的計(jì)算能力漸顯不足。在此背景 智算中心三大痛點(diǎn)散熱要求高 供電架構(gòu)穩(wěn)定性高 智算中心三大痛點(diǎn)散熱要求高 供電架構(gòu)穩(wěn)定性高 柴油發(fā)電機(jī)智算算力基于CPU芯片的服務(wù)器Al芯片等輸出的人工智能計(jì)算平臺(tái)應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用層級(jí)不斷擴(kuò)張，支撐構(gòu)造不同類型的應(yīng)用然語(yǔ)高處理、智能制造、自動(dòng)駕駛、智慧農(nóng)業(yè)、防洪減災(zāi)等Al企業(yè)、政企共建5智算中心的負(fù)載波動(dòng)情況非常大，呈現(xiàn)出新的動(dòng)態(tài)負(fù)載特性：5智算中心的負(fù)載波動(dòng)情況非常大，呈現(xiàn)出新的動(dòng)態(tài)負(fù)載特性：大幅度：智算負(fù)載功耗波動(dòng)幅度可能超過(guò)額定功耗的80%，即智算中心的負(fù)載功耗可能從10%快速突變至80%，甚至100%；并發(fā)性：人工智能（AI）大模型具有并發(fā)運(yùn)算的特點(diǎn)，故整體集群性總功耗呈現(xiàn)出新的負(fù)載及能耗要求對(duì)智算中心基礎(chǔ)設(shè)備提出更高要求：供電架構(gòu)穩(wěn)定性升資料來(lái)源：數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理，AI云原生智能算力架構(gòu)，浙商證券研究所資料來(lái)源：數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理，資料來(lái)源：中研網(wǎng)，浙商證券研究所01傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心：柴油發(fā)電機(jī)組、UPS和散熱系統(tǒng)成本占比較高數(shù)據(jù)中心構(gòu)成：數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，主要的成本包括圖：數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)建設(shè)構(gòu)成數(shù)據(jù)中心供配電數(shù)據(jù)中心供配電柴油發(fā)電機(jī)組精密空調(diào)列頭柜配電柜靜電地級(jí)冷水機(jī)組冷卻塔資料來(lái)源：數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理、浙商證券研究所整理01智算中心時(shí)代：柴油發(fā)電機(jī)組、HVDC和散熱系統(tǒng)帶來(lái)新增量?智算中心時(shí)代，為了適應(yīng)新的負(fù)載及能耗要求，柴油發(fā)電機(jī)組、1000V48V240-800V380V10kv48V240-800V380V10kv400-800V350-900V液冷系統(tǒng)：包括制冷塔、循環(huán)水泵、軟水系統(tǒng)、定壓補(bǔ)水、管路輔件、控制系統(tǒng)供電架構(gòu)變化：目前智算中心供電架構(gòu)由UPS傳統(tǒng)架構(gòu)向全直流供HVDC系統(tǒng)：直接輸出直流電，減少了逆變環(huán)節(jié)，從而顯著降低了能源消耗，能為數(shù)據(jù)大大8資料來(lái)源：阮勇,成軍,田潔,等.雙碳背景下的智算中心供電系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)化分析[J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù),2023(12):16-19.DOI:10.12045/j.issn.1007-3043.2023.12.004.，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理，浙商證券研究所液冷技術(shù)逐漸成為主流；冷板技術(shù)有望迎來(lái)爆發(fā)1）以GPU算力為核心的智算中心帶來(lái)更高散熱功耗、更短距離高帶寬的組網(wǎng)技術(shù)、以及不斷提升的數(shù)據(jù)中決智算中心用電單元的散熱難題。圖：機(jī)柜功率密度與制冷方式圖：數(shù)據(jù)中心制冷技術(shù)對(duì)應(yīng)PUE范圍資料來(lái)源：中興通訊液冷白皮書(shū).，浙商證券研究所?風(fēng)冷技術(shù)：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器模塊，再通過(guò)風(fēng)扇或空調(diào)制冷等方式將熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中?？諝?液冷技術(shù)：通過(guò)液體作為冷媒，將服務(wù)器等設(shè)備產(chǎn)生的熱量直接或間接地高散熱：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；液冷直接將設(shè)備大部分熱源熱量通過(guò)循環(huán)介質(zhì)帶走低噪音：液冷散熱技術(shù)利用泵驅(qū)動(dòng)冷卻介質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)表：風(fēng)冷與液冷對(duì)比圖：風(fēng)冷與液冷對(duì)比難060963220功率密度KW/RACK資料來(lái)源：智研咨詢，中興通訊液冷白皮書(shū).，浙商證券研究所資料來(lái)源：綠色節(jié)能液冷白皮書(shū)、中興通訊液冷白皮書(shū)，浙商證券研究所液冷技術(shù)分類液冷技術(shù)分類冷板式液冷浸沒(méi)式液冷冷板式液冷浸沒(méi)式液冷雙相冷板式液冷單相冷板式液冷雙相浸沒(méi)式液冷單相浸沒(méi)式液冷雙相冷板式液冷單相冷板式液冷雙相浸沒(méi)式液冷單相浸沒(méi)式液冷液冷技術(shù)分類液冷技術(shù)分類液冷技術(shù)按冷卻方式可分為噴淋式液冷、冷板式液冷、浸沒(méi)式液冷等方式。u噴淋式液冷是將具有絕緣非腐蝕特性的冷卻液直接噴淋到發(fā)熱器件表面或與發(fā)熱器件接觸的擴(kuò)展表面行熱交換,實(shí)現(xiàn)冷卻所屬IT設(shè)備的目的。u冷板式液冷是指利用工作流體作為中間熱量傳輸?shù)拿浇?將熱量由熱區(qū)傳遞到遠(yuǎn)端后再進(jìn)行冷卻。體或部分地直接浸沒(méi)在裝有非導(dǎo)電惰性流體介質(zhì)中，實(shí)現(xiàn)循環(huán)散熱的液冷單相冷卻及雙相冷卻單相冷卻及雙相冷卻單相冷卻主要通過(guò)冷卻液體在封閉循環(huán)系統(tǒng)中以液態(tài)形式流動(dòng)，依靠液體的熱傳導(dǎo)和對(duì)流來(lái)吸收熱量。雙相冷卻主要利用工作流體在氣液兩相之間的相變來(lái)實(shí)現(xiàn)熱傳遞。當(dāng)工有效帶走熱量。氣態(tài)的工作流體被輸送到冷卻裝置后，通過(guò)散熱重新變??易于維護(hù)且可靠性更高。劣勢(shì)：散熱效率低于浸沒(méi)式。?浸沒(méi)式液冷：優(yōu)勢(shì)：低溫液體直接與發(fā)熱芯片接觸散熱，傳熱路徑更短，PUE可低于1.15；支持高密機(jī)柜；100%液體冷卻，無(wú)需配置風(fēng)扇，實(shí)現(xiàn)極致“靜音”機(jī)房，且排除灰塵等可靠性問(wèn)題。劣勢(shì)：器件不兼容（防水要求），維護(hù)不易，機(jī)房承重要求高。表3：液冷技術(shù)各類型對(duì)比冷板式浸沒(méi)式噴淋式土建要求對(duì)于土建結(jié)構(gòu)承重要求次高冷卻液比重大，對(duì)于土建結(jié)構(gòu)承重要求最高對(duì)于土建結(jié)構(gòu)承重要求較高造價(jià)規(guī)格多，需定制，造價(jià)次高冷卻液昂貴，國(guó)產(chǎn)化低，造價(jià)最高為舊服務(wù)器改造增加裝置，造價(jià)較高IT設(shè)備兼容性未與主板和芯片直接接觸，兼容性較強(qiáng)直接接觸，材料兼容性較差直接接觸，材料兼容性較差維護(hù)難易程度較難最難較難空間利用率較高最高較高能源利用效率(PUE)1.05~1.151.25掌握核心技術(shù)應(yīng)用的廠家國(guó)內(nèi)：維蒂、英維克、申菱環(huán)境、騰訊、百度、浪潮等；國(guó)外：IBM公司、富士通公司、英特爾公司、雷神公司等國(guó)內(nèi)：華為、維蒂、英維克、阿里云、中科曙光等國(guó)外：IBM公司、富士通公司、固核電腦公司等國(guó)內(nèi)：廣東合一新材料國(guó)外：ISR公司、索尼公司、惠普公司等國(guó)內(nèi)典型案例百度陽(yáng)泉數(shù)據(jù)中心、北京大學(xué)"未名一號(hào)"、萊布尼茲超算中心阿里巴巴張北數(shù)據(jù)中心、阿里巴巴仁和數(shù)據(jù)中心、烏鎮(zhèn)超算數(shù)據(jù)中心雄安液冷示范應(yīng)用測(cè)試數(shù)據(jù)中心資料來(lái)源：IDCE數(shù)據(jù)中心展公眾號(hào)，浙商證券研究所02英維克：精密溫控龍頭，AI高算力需求帶動(dòng)液冷放量公司為國(guó)內(nèi)精密控溫龍頭，依靠領(lǐng)先技術(shù)覆蓋全國(guó)及全球重點(diǎn)區(qū)域市場(chǎng)，行業(yè)優(yōu)勢(shì)地位顯著。隨AI算力更高需求有望帶動(dòng)液機(jī)房溫控節(jié)能設(shè)備（2024H1營(yíng)收占比50%包括CyberMate機(jī)房專用空調(diào)、XRow列間空調(diào)、XStorm直接蒸發(fā)式高效風(fēng)墻戶外機(jī)柜溫控節(jié)能設(shè)備戶外機(jī)柜溫控節(jié)能設(shè)備戶外機(jī)柜溫控節(jié)能設(shè)備（2024H1營(yíng)收占比41交流供電壓縮機(jī)空調(diào)、直流供電壓縮機(jī)空調(diào)、壓縮機(jī)空調(diào)與熱軌道交通列車空調(diào)及服務(wù)（2024H1營(yíng)收占比3%）新能源車用空調(diào)（2024H1營(yíng)收占比2%）4035302520403530252050營(yíng)收（億元）機(jī)房溫控節(jié)能設(shè)備XRow系列列間空調(diào)營(yíng)收（億元）機(jī)房溫控節(jié)能設(shè)備XRow系列列間空調(diào)XStorm系列風(fēng)墻217149179220202021202220232024H1:機(jī)房溫控節(jié)能設(shè)備軌道交通列車空調(diào)及服務(wù)w:機(jī)房溫控節(jié)能設(shè)備w戶外機(jī)柜溫控節(jié)能設(shè)備w新能源車用空調(diào)數(shù)據(jù)來(lái)源：Wind、公司年報(bào)、浙商證券研究所數(shù)據(jù)來(lái)源：?英維克深耕數(shù)據(jù)中心溫控領(lǐng)域近二十年。英維克的高算力溫控方案，采用風(fēng)液兼容設(shè)計(jì)，彈性適配普算和智算中心，能夠適配多場(chǎng)景的模塊化方案。即使數(shù)據(jù)中心目前沒(méi)有液冷服務(wù)器，也可以先按風(fēng)冷?Coolinside全鏈條液冷解決方案：產(chǎn)品涵蓋冷板、快速接頭、Manifold、CDU、機(jī)柜，到SoluKing長(zhǎng)效液冷工質(zhì)、管路、冷源等。?應(yīng)用：寶德液冷服務(wù)器項(xiàng)目。實(shí)現(xiàn)冷源、管路、CDU、液冷機(jī)柜、Manifold、快速接頭、液冷工質(zhì)以及服務(wù)器冷板全鏈條供應(yīng)。CDU系數(shù)據(jù)來(lái)源：英維克官網(wǎng)、英維克公眾號(hào)、浙商證券研究所風(fēng)冷螺桿式冷水機(jī)組飛機(jī)地面空調(diào)公司為國(guó)內(nèi)專業(yè)空調(diào)領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)者，在數(shù)據(jù)中心液冷散熱技術(shù)上超風(fēng)冷螺桿式冷水機(jī)組飛機(jī)地面空調(diào)前布局。25%特種裝備數(shù)據(jù)服務(wù)（2023營(yíng)收占比35%包括房間級(jí)精密空特種裝備行級(jí)精密空調(diào)、機(jī)柜級(jí)背板空調(diào)、元件級(jí)液冷溫控系統(tǒng)、直接與間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組、DPC相變冷卻系統(tǒng)、恒濕機(jī)組等。工業(yè)（2023營(yíng)收占比35%主要產(chǎn)品有屋頂式空調(diào)、單元式特種裝備（2023營(yíng)收占比25%包括核電專用空調(diào)、地鐵專商用空調(diào)（2023營(yíng)收占比4%商用冷水機(jī)組、組合式空調(diào)等。3030營(yíng)收（億元）房間級(jí)精密空調(diào)行級(jí)精密空調(diào)25數(shù)據(jù)服務(wù)20機(jī)房專用恒濕機(jī)液冷控溫系統(tǒng)504.04.6營(yíng)收（億元）房間級(jí)精密空調(diào)行級(jí)精密空調(diào)25數(shù)據(jù)服務(wù)20機(jī)房專用恒濕機(jī)液冷控溫系統(tǒng)504.07.4202120222023數(shù)據(jù)服務(wù)工業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)工業(yè)特種裝備商用空調(diào)其他行業(yè)數(shù)據(jù)來(lái)源：Wind、公司年報(bào)、浙商證券研究所數(shù)據(jù)來(lái)源：數(shù)據(jù)來(lái)源：公司官網(wǎng)、公司官方公眾號(hào)、浙商證券研究所?申菱為華為、阿里巴巴、騰訊、百度、移動(dòng)、美團(tuán)、電信、快手、世紀(jì)互聯(lián)、曙光、浪潮等行業(yè)內(nèi)知名企業(yè)提供數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)整體縮短建設(shè)周期。?秦淮數(shù)據(jù)集團(tuán)聯(lián)合申菱發(fā)布“智算中心全棧解決方案2.0”，突破解決高算力、大規(guī)模、高彈性、高能效、高智能的總功率、升功率和啟動(dòng)可靠性決定了柴發(fā)產(chǎn)品技術(shù)水平?數(shù)據(jù)中心的后備應(yīng)急電源通常采用UPS（不間斷電源）與柴油發(fā)電機(jī)組相結(jié)合的模式。?UPS:優(yōu)勢(shì)在于能夠在市電突然中斷的瞬間迅速響應(yīng)，為數(shù)據(jù)中心提供短暫的電力支持，以確保設(shè)備在這一關(guān)鍵時(shí)段內(nèi)仍能正常運(yùn)行，避免?柴油發(fā)電機(jī)：具有功率大的特點(diǎn)，能夠滿足數(shù)據(jù)中心大量設(shè)備的用電需求；并且其持續(xù)供電時(shí)間長(zhǎng)，可在UPS儲(chǔ)能耗盡后接力供電，為數(shù)?總功率、升功率和啟動(dòng)可靠性決定了柴發(fā)產(chǎn)品技術(shù)水平：大功率的柴油發(fā)電機(jī)可為智算中心提供更強(qiáng)勁的電力支撐；啟動(dòng)可靠的柴油發(fā)電機(jī)只規(guī)定基本的電壓和頻率參數(shù)只規(guī)定基本的電壓和頻率參數(shù)允許暫時(shí)的電壓和頻率偏差等對(duì)發(fā)電機(jī)組的電壓、頻率和波形有控制的設(shè)備對(duì)發(fā)電機(jī)組的電壓、頻率和波形有特別嚴(yán)格要求數(shù)據(jù)處理設(shè)備、計(jì)A級(jí)獨(dú)立于正常電源的柴油發(fā)電機(jī)組，或供電網(wǎng)絡(luò)作為備用電源發(fā)電機(jī)組應(yīng)連續(xù)和不限/滿足數(shù)據(jù)中心最大平均發(fā)電機(jī)等級(jí)不低于G3不低于G3資料來(lái)源：GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》，康明斯動(dòng)力，浙商證券研究所資料來(lái)源：資料來(lái)源：各公司官網(wǎng)，商用車新網(wǎng)，浙商證券研究所濰柴重機(jī)濰柴博杜安20M55大缸徑高端發(fā)電產(chǎn)品主要瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)中心電力需求，總功率、升功率，瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)、載能力、啟動(dòng)可靠性均全球領(lǐng)先。產(chǎn)品主要有：1-10000KW各類型智能柴（重）油發(fā)電機(jī)組、拖車電風(fēng)險(xiǎn)提示風(fēng)險(xiǎn)提示1、智算中心發(fā)展低于預(yù)期：智算中心行業(yè)需求拉動(dòng)明顯，若智算中心行業(yè)發(fā)展不及預(yù)期，可能對(duì)液冷和柴油發(fā)電機(jī)業(yè)務(wù)產(chǎn)生負(fù)面2、AI應(yīng)用發(fā)展不及預(yù)期：AI應(yīng)用技術(shù)突破的速度和范圍仍存在不確定性，AI應(yīng)用發(fā)展可能不及預(yù)期。3、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇風(fēng)險(xiǎn)：目前液冷行業(yè)處于快速發(fā)展階段且增速較快，若行業(yè)內(nèi)涌入更多市場(chǎng)參與者，可能導(dǎo)致市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，使得行業(yè)格局發(fā)生變化、盈利能力出現(xiàn)下降。以報(bào)告日后的6個(gè)月內(nèi)，行業(yè)指數(shù)相對(duì)于滬深300指數(shù)的漲跌幅為標(biāo)準(zhǔn)，定義如下：1、看好：行業(yè)指數(shù)相對(duì)于滬深300指數(shù)表現(xiàn)＋10%以上；2、中性：行業(yè)指數(shù)相對(duì)于滬深300指數(shù)表現(xiàn)－10%10%以上；3、看淡：行業(yè)指數(shù)相對(duì)于滬深300指數(shù)表現(xiàn)－10%以下。我們?cè)诖颂嵝涯煌C券研究機(jī)構(gòu)采用不同的評(píng)級(jí)術(shù)語(yǔ)及評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。我們采用的是相對(duì)評(píng)級(jí)體系，表示投資的相對(duì)比重。建議：投資者買入或者賣出證券的決定取決于個(gè)人的實(shí)際情況，比如當(dāng)前的持倉(cāng)結(jié)構(gòu)以及其他需要考慮的因素。投資者不應(yīng)僅僅依靠投資評(píng)級(jí)來(lái)推斷結(jié)論本報(bào)告由浙商證券股份有限公司（已具備中國(guó)證監(jiān)會(huì)批復(fù)的證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，經(jīng)營(yíng)許可證編號(hào)為：Z39833000）制作。本報(bào)告中的信息均來(lái)源于我們認(rèn)為可靠的已公開(kāi)資料，但浙商證券股份有限公司及其關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)（以下統(tǒng)稱“本公司”）對(duì)這些信息