剛剛過去的周末，光伏、儲能行業(yè)迎來重磅利好消息：摩根士丹利調(diào)高寧德時(shí)代目標(biāo)價(jià)，在黃仁勛、奧特曼兩位大佬加持下“儲能與AI”的故事發(fā)酵。

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摩根士丹利調(diào)高寧德時(shí)代目標(biāo)價(jià)

3月10日，摩根士丹利發(fā)布報(bào)告，將中國電池巨頭寧德時(shí)代（CATL）的評級上調(diào)至“超配”，并設(shè)定目標(biāo)價(jià)為210元人民幣。在報(bào)告中，摩根士丹利分析師指出，寧德時(shí)代作為全球領(lǐng)先的電池制造商，受益于電動(dòng)汽車市場的快速增長和電池需求的攀升。

摩根士丹利發(fā)布報(bào)告指出，隨著價(jià)格戰(zhàn)接近尾聲，寧德時(shí)代準(zhǔn)備通過新一代大規(guī)模生產(chǎn)線提高成本效率，并擴(kuò)大在凈資產(chǎn)收益率方面的優(yōu)勢，看到寧德時(shí)代在基本面上的多個(gè)拐點(diǎn)，上調(diào)公司評級至超配，并選為行業(yè)首選。

另外，據(jù)央視網(wǎng)10日報(bào)道，寧德時(shí)代董事長曾毓群在采訪時(shí)談到了近期多家歐美車企削減或推遲電動(dòng)化的話題，“歐美車企沒有回歸燃油車，也沒有停止（電動(dòng)汽車），可能是因?yàn)椴毁嶅X，所以往后延遲一陣。”

從儲能業(yè)務(wù)來看，寧德時(shí)代是當(dāng)之無愧的王者。國海證券預(yù)計(jì)，該公司2023年動(dòng)力和儲能電池的出貨量達(dá)380GWh以上，同比增長31%以上。單2023年四季度看，公司的出貨量達(dá)110GWh以上，同比增長14%以上，環(huán)比增長10%以上。按四季度中值計(jì)算，假設(shè)公司的電池業(yè)務(wù)利潤貢獻(xiàn)在90%，則測算公司單Wh盈利在1毛左右，與公司2023年前三季度的單位盈利基本保持相當(dāng)。

黃仁勛、奧特曼：AI的盡頭是光伏和儲能

消息面上，在算力爆炒之后，“儲能+AI”的故事在剛剛過去的這個(gè)周末發(fā)酵了。據(jù)報(bào)道，英偉達(dá)CEO黃仁勛在一次公開演講中指出，AI未來發(fā)展與狀和儲能緊密相連。黃仁勛在演講中明確表示：“AI的盡頭是光伏和儲能！我們不能只想著算力，如果只考慮計(jì)算機(jī)，我們需要燒掉14個(gè)地球的能源。”

早在2月27日，就有人在社交視頻上講“儲能與AI”的故事，引用的也是所謂“黃仁勛的演講”。與此同時(shí)，OpenAI的創(chuàng)始人山姆·奧特曼也提出了類似的看法。奧特曼表示，“未來AI的技術(shù)取決于能源，我們需要更多的光伏和儲能。”

ChatGPT日耗電超50萬度

人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，帶來了巨大的算力和能源消耗。據(jù)《紐約客》雜志報(bào)道，ChatGPT日耗電超50萬度，相當(dāng)于1.7萬個(gè)美國家庭，以響應(yīng)用戶的約2億個(gè)請求。

*近，在博世互聯(lián)2024大會(huì)上，馬斯克遠(yuǎn)程連線接受了博世CEO和董事長的采訪。馬斯克提到人工智能的發(fā)展速度前所未見，似乎每過6個(gè)月的時(shí)間，算力就會(huì)增加10倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了摩爾定律每18個(gè)月翻番的速度。他預(yù)計(jì)，兩年內(nèi)年將由“缺硅”變?yōu)椤叭彪姟保@可能阻礙AI的發(fā)展。

“目前算力增長已經(jīng)面臨瓶頸，很明顯，接下來變壓器會(huì)陷入短缺，緊接著就是電力，等到2025年，我們將沒有足夠的電力來運(yùn)行所有的芯片。”馬斯克稱。

事實(shí)上，馬斯克對電力短缺的擔(dān)憂也不是一天兩天了，此前曾多次公開強(qiáng)調(diào)解決日益增長的電力需求的緊迫性。他認(rèn)為，需要加快項(xiàng)目進(jìn)度，以跟上不斷增長的電力需求。

我國臺灣地區(qū)4月電價(jià)調(diào)漲箭在弦上，“電價(jià)工作小組”3月12日起將連開4場討論會(huì)。其中民生用電擬分三級距調(diào)漲，*小漲幅700度（或500度）以下約漲5%，701~1000度約漲7%，1001度以上漲約10%；產(chǎn)業(yè)用電依產(chǎn)業(yè)別分三級距調(diào)漲，但連二年用電成長、用電50億度以上“超級大戶”以公司別來看，調(diào)幅*高上看近3成，臺積電首當(dāng)其沖；但用電衰退面板、石化、鋼鐵，漲幅較小。4月電價(jià)方案平均漲幅在10~15%。

波士頓咨詢公司就曾分析稱，預(yù)計(jì)2030年左右，美國數(shù)據(jù)中心的電力消耗將較2022年增長三倍，相當(dāng)于電力總需求的7.5%，會(huì)大幅提升社會(huì)用電量。

咨詢公司Grid Strategies也曾發(fā)布過一項(xiàng)研究，認(rèn)為美國未來五年的年度電力需求增長大約在1.5%左右。而根據(jù)EIA的數(shù)據(jù)，美國發(fā)電量近15年來才增加了不到3%。過慣了供需相對穩(wěn)定日子的美國供電體系，和面臨不少問題的電網(wǎng)，能否應(yīng)對驟然增長的需求，尚有待觀察。

從儲能業(yè)務(wù)來看，寧德時(shí)代是當(dāng)之無愧的王者。國海證券預(yù)計(jì)，該公司2023年動(dòng)力和儲能電池的出貨量達(dá)380GWh以上，同比增長31%以上。單2023年四季度看，公司的出貨量達(dá)110GWh以上，同比增長14%以上，環(huán)比增長10%以上。按四季度中值計(jì)算，假設(shè)公司的電池業(yè)務(wù)利潤貢獻(xiàn)在90%，則測算公司單Wh盈利在1毛左右，與公司2023年前三季度的單位盈利基本保持相當(dāng)。

AI大模型下的液冷發(fā)展趨勢

摘要

液冷是一種用液體來冷卻電子設(shè)備的散熱技術(shù)，能夠顯著提高數(shù)據(jù)中心散熱效率。液冷技術(shù)根據(jù)冷卻液與發(fā)熱器件的接觸方式不同，可以分為間接液冷和直接液冷，其中間接液冷主要包括冷板式液冷，直接液冷包括浸沒式液冷和噴淋式液冷。冷板式液冷和浸沒式液冷是目前主流的液冷形式，冷板式液冷應(yīng)用*為廣泛，在改造成本、可維護(hù)性、兼容性方面具備優(yōu)勢；浸沒式液冷冷卻效果*好，節(jié)能性上優(yōu)勢明顯，但可維護(hù)性和兼容性一般，多用于高功率密度機(jī)柜。

控制當(dāng)前數(shù)據(jù)中心溫控方式仍以風(fēng)冷為主，液冷方案中冷板式技術(shù)更為普及。2022年數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)的滲透率大概在5%~8%左右，風(fēng)冷仍然占據(jù)90%以上的市場份額。按照服務(wù)器出貨量口徑統(tǒng)計(jì)，2023H1我國冷板式液冷服務(wù)器比例為90%左右，浸沒式液冷滲透率為10%。

數(shù)據(jù)中心算力與能耗水漲船高，逐漸超出風(fēng)冷散熱閾值，液冷散熱已是趨勢所向。Chatgpt為代表的生成式人工智能模型拉升算力需求，百億參數(shù)成為模型涌現(xiàn)門檻，算力成為大模型性能提升的關(guān)鍵。大模型帶來大算力，大算力帶來高功耗，Intel的多款CPU芯片的TDP已突破350W，NVIDIA 的H100系列GPU芯片TDP更是達(dá)到700W。這也導(dǎo)致單服務(wù)器和單機(jī)柜功率均顯著上升，已經(jīng)逐漸超出風(fēng)冷散熱的覆蓋范圍，液冷散熱已成為必然趨勢。

PUE限制是現(xiàn)階段液冷技術(shù)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。PUE代表數(shù)據(jù)中心能源使用效率，等于數(shù)據(jù)中心總耗電/IT設(shè)備耗電，比值越接近于1，說明能源越接近全部都用于IT設(shè)備負(fù)載上。我國數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.49，仍有半數(shù)區(qū)域的數(shù)據(jù)中心PUE位于1.5以上。近幾年，國家與地方出臺了一系列針對新建與老舊數(shù)據(jù)中心PUE的管控計(jì)劃，明確要求東、西部樞紐節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中心PUE分別控制在1.25、1.2以下。而傳統(tǒng)風(fēng)冷方案的數(shù)據(jù)中心PUE一般在1.5左右，高于政策要求的范圍；液冷方案能夠有效降低冷卻系統(tǒng)的能耗水平，從而將數(shù)據(jù)中心整體PUE降低到1.05-1.2左右，滿足相關(guān)的政策要求。

數(shù)據(jù)中心TCO是液冷技術(shù)規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素。數(shù)據(jù)中心總成本（TCO）包括建設(shè)成本（Capex）和運(yùn)營成本（Opex）。根據(jù)奕信通科技在2022年數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)峰會(huì)發(fā)布的報(bào)告進(jìn)行測算，以華東地區(qū)數(shù)據(jù)中心建設(shè)情況為例，現(xiàn)階段冷板式液冷方案的TCO甚至Capex已經(jīng)低于風(fēng)冷，浸沒式液冷方案的TCO也將在運(yùn)行五年左右之后出現(xiàn)低于風(fēng)冷方案的拐點(diǎn)。但是該測算結(jié)果依賴于一定的前提條件：如機(jī)柜功率達(dá)到30KW、不計(jì)算服務(wù)器折舊和服務(wù)器運(yùn)營支出、水電費(fèi)與房租等運(yùn)營成本按華東地區(qū)情況計(jì)價(jià)、采用集中式大型IDC機(jī)房且IT設(shè)備在12個(gè)月線性上架后實(shí)現(xiàn)80%負(fù)載率、外界氣溫對制冷系統(tǒng)的能耗需求較高等。因此在西北部地區(qū)、較小型數(shù)據(jù)中心等場景下液冷技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性尚沒有完全體現(xiàn)。但在數(shù)據(jù)中心發(fā)展的大型化、集約化的趨勢下，且液冷方案仍存在每年降本5-10%的空間，再考慮到液冷方案能夠有效延長服務(wù)器使用壽命，未來液冷數(shù)據(jù)中心TCO的優(yōu)勢將更加明顯。

控制數(shù)據(jù)中心液冷未來市場規(guī)模估算：到2025年，中國數(shù)據(jù)中心液冷市場規(guī)模將達(dá)到359億元左右，CAGR達(dá)到72.4%；AI數(shù)據(jù)中心液冷市場規(guī)模將達(dá)到280億元左右，CAGR達(dá)到71.4%；通用數(shù)據(jù)中心液冷市場規(guī)模將達(dá)到79億元，CAGR達(dá)到76.2%。

1液冷技術(shù)詳解

液冷是一種用液體來冷卻電子設(shè)備的散熱技術(shù)。液冷的工作原理是以液體作為冷媒，利用液體的高熱容和高熱傳導(dǎo)性能，通過液體流動(dòng)將IT設(shè)備的內(nèi)部元器件產(chǎn)生的熱量傳遞到設(shè)備外，使IT設(shè)備的發(fā)熱器件得到冷卻，以保證IT設(shè)備在安全溫度范圍內(nèi)運(yùn)行（本文主要討論數(shù)據(jù)中心應(yīng)用場景下的液冷技術(shù)）。根據(jù)冷卻液與發(fā)熱器件的接觸方式不同，可以分為間接液冷和直接液冷。間接液冷是指服務(wù)器熱源與冷卻液之間沒有直接接觸的換熱過程，以冷板式液冷技術(shù)為主。直接液冷是指將發(fā)熱部件與冷卻液直接接觸的冷卻方式，包括浸沒式和噴淋式液冷技術(shù)。其中又可以根據(jù)冷卻液是否會(huì)發(fā)生液態(tài)到氣態(tài)的轉(zhuǎn)變，將浸沒式液冷分為單相浸沒式液冷和雙相浸沒式液冷。當(dāng)前，冷板式液冷和浸沒式液冷為液冷的主要形式。

液冷系統(tǒng)通用架構(gòu)包括室外側(cè)和室內(nèi)側(cè)兩部分：室外側(cè)包含冷卻塔、一次側(cè)管網(wǎng)、一次側(cè)冷卻液；室內(nèi)側(cè)包含 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。室外側(cè)為外部冷源，通常為室外的冷水機(jī)組、冷卻塔或干冷器，熱量轉(zhuǎn)移主要通過水溫的升降實(shí)現(xiàn)；室內(nèi)側(cè)包括供液環(huán)路和服務(wù)器內(nèi)部流道，主要通過冷卻液溫度的升降實(shí)現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移；兩個(gè)部分通過CDU中的板式換熱器發(fā)生間壁式換熱。

1.1 冷板式液冷

冷板式液冷屬于間接液冷，冷卻液不與服務(wù)器芯片直接接觸。冷板式液冷也被稱作芯片級液冷，技術(shù)原理是通過在服務(wù)器組件（如 CPU、GPU等高發(fā)熱部件）上安裝液冷板（通常為銅鋁等導(dǎo)熱金屬構(gòu)成的封閉腔體），服務(wù)器組件通過導(dǎo)熱部件將熱量傳導(dǎo)到液冷板上，然后利用液冷板內(nèi)部的液體循環(huán)將熱量傳遞到遠(yuǎn)離服務(wù)器的散熱單元；同時(shí)一般會(huì)增設(shè)風(fēng)冷單元為低發(fā)熱元件進(jìn)行散熱。

冷板式液冷系統(tǒng)主要由冷卻塔、CDU、一次側(cè) & 二次側(cè)液冷管路、冷卻介質(zhì)、液冷機(jī)柜組成；其中液冷機(jī)柜內(nèi)包含液冷板、設(shè)備內(nèi)液冷管路、流體連接器、分液器等。

1.2 浸沒式液冷

浸沒式液冷屬于直接液冷，將發(fā)熱器件浸沒在冷卻液中進(jìn)行熱交換，依靠冷卻液流動(dòng)循環(huán)帶走熱量。

浸沒式液冷系統(tǒng)室外側(cè)包含冷卻塔、一次側(cè)管網(wǎng)、一次側(cè)冷卻液；室內(nèi)側(cè)包含 CDU、浸沒腔體、IT 設(shè)備、二次側(cè)管網(wǎng)和二次側(cè)冷卻液。使用過程中 IT設(shè)備完全浸沒在二次側(cè)冷卻液中，因此二次側(cè)循環(huán)冷卻液需要采用不導(dǎo)電液體，如礦物油、硅油、氟化液等。

浸沒式液冷根據(jù)冷卻液換熱過程中是否發(fā)生相變，可以進(jìn)一步分為單相浸沒式液冷和雙相浸沒式液冷技術(shù)。

1.2.1 單相浸沒式液冷

在單相浸沒式液冷中，冷卻液在熱量傳遞過程中僅發(fā)生溫度變化，而不存在相態(tài)轉(zhuǎn)變。單相浸沒式液冷的技術(shù)原理為：CDU循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)二次側(cè)低溫冷卻液由浸沒腔體底部進(jìn)入，流經(jīng)豎插在浸沒腔體中的IT設(shè)備時(shí)帶走發(fā)熱器件熱量；吸收熱量升溫后的二次側(cè)冷卻液由浸沒腔體頂部出口流回CDU；通過CDU內(nèi)部的板式換熱器將吸收的熱量傳遞給一次側(cè)冷卻液；吸熱升溫后的一次側(cè)冷卻液通過外部冷卻裝置（如冷卻塔）將熱量排放到大氣環(huán)境中，完成整個(gè)冷卻過程。

1.2.2 雙相浸沒式液冷

雙相浸沒式液冷的不同之處在于冷卻液會(huì)發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)變。雙相浸沒式液冷的傳熱路徑與單相浸沒液冷基本一致，主要差異在于二次側(cè)冷卻液僅在浸沒腔體內(nèi)部循環(huán)區(qū)域，浸沒腔體內(nèi)頂部為氣態(tài)區(qū)、底部為液態(tài)區(qū)；IT設(shè)備完全浸沒在低沸點(diǎn)的液態(tài)冷卻液中，液態(tài)冷卻液吸收設(shè)備熱量后發(fā)生沸騰，汽化產(chǎn)生的高溫氣態(tài)冷卻液因密度較小，會(huì)逐漸匯聚到浸沒腔體頂部，與安裝在頂部的冷凝器發(fā)生換熱后冷凝為低溫液態(tài)冷卻液，隨后在重力作用下回流至腔體底部，實(shí)現(xiàn)對IT設(shè)備的散熱。

1.3  淋式液冷

噴淋式液冷屬于直接液冷，將冷卻液精準(zhǔn)噴灑于電子設(shè)備器件進(jìn)行散熱。冷卻液借助特制的噴淋板精準(zhǔn)噴灑至發(fā)熱器件或與之相連接的固體導(dǎo)熱材料上，并與之進(jìn)行熱交換，吸熱后的冷卻液換熱后將通過回液管、回液箱等集液裝置進(jìn)行收集并通過循環(huán)泵輸送至CDU進(jìn)行下一次制冷循環(huán)。

噴淋式液冷系統(tǒng)主要由冷卻塔、CDU、一次側(cè) & 二次側(cè)液冷管路、冷卻介質(zhì)和噴淋式液冷機(jī)柜組成；其中噴淋式液冷機(jī)柜通常包含管路系統(tǒng)、布液系統(tǒng)、噴淋模塊、回液系統(tǒng)等。

1.4 不同液冷方案的比較

1.4.1 冷板式液冷目前應(yīng)用*為廣泛，在改造成本、可維護(hù)性、兼容性方面具備優(yōu)勢

冷板式液冷的優(yōu)勢主要在于：

1）兼容性：冷板式液冷的改造成本相對較低，不需要對數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有的機(jī)房及機(jī)柜進(jìn)行大規(guī)模改造，其適用的硬盤、光模塊等服務(wù)器部件與風(fēng)冷方案一致，運(yùn)維模式、機(jī)房承重與風(fēng)冷場景也基本一致；

2）散熱效果與節(jié)能性：冷卻效果和節(jié)能性要遠(yuǎn)好于風(fēng)冷，PUE可以達(dá)到1.2左右；（據(jù)《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》數(shù)據(jù)顯示，風(fēng)冷散熱下數(shù)據(jù)中心的 PUE 值通常在1.5左右）

3）可靠性：液體與設(shè)備不直接接觸，可靠性更高；

4）維護(hù)性：易開展維護(hù)性設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)在線維護(hù)方案；

5）噪聲：風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速大幅降低，噪聲值可至 70dB 左右。

冷板式液冷的局限性主要在于：

1）液體沒有與電子器件直接接觸，而是通過金屬管壁進(jìn)行熱交換，與直接接觸的浸沒式液冷相比冷卻與節(jié)能效果欠佳；

2）IT設(shè)備、冷卻液、管路、供配電等不統(tǒng)一，服務(wù)器多與機(jī)柜深耦合；

3）管路接頭、密封件較多，漏液維護(hù)復(fù)雜。

1.4.2  浸沒式液冷的散熱效果和節(jié)能性優(yōu)勢明顯，但兼容性和維護(hù)性一般，多用于高功率密度機(jī)柜

浸沒式液冷的優(yōu)勢主要在于：

1）散熱效果與節(jié)能性：與冷板式液冷相比，浸沒式液冷中采用了直接接觸式的熱交換，傳熱系數(shù)高，冷卻效果更好，節(jié)能性更強(qiáng)（雙相浸沒式液冷方案的PUE在1.04-1.07左右，單相浸沒式為1.09左右）

2）緊湊：支持高密機(jī)柜，單柜散熱量高達(dá)160kW；同時(shí)，機(jī)柜間無需隔開距離，機(jī)房不需要空調(diào)和冷凍機(jī)組、無需架空地板、無需安裝冷熱通道封閉設(shè)施；

3）可靠性：設(shè)備完全浸沒在液體中，排除了溫度、風(fēng)機(jī)振動(dòng)、灰塵等帶來的可靠性問題；

4）噪聲：100%液體冷卻，無需配置風(fēng)扇，實(shí)現(xiàn)**“靜音”機(jī)房。

浸沒式液冷的局限性主要在于：

1）兼容性較差：IT設(shè)備需要定制，光模塊、硬盤等部件兼容性仍待驗(yàn)證；此外，雙相浸沒式液冷方案適配的服務(wù)器需改為刀片式，其專用機(jī)柜對于管路要求高，控制復(fù)雜；

2）維護(hù)復(fù)雜：浸沒式液冷設(shè)備維護(hù)時(shí)需要打開Tank上蓋，并配備可移動(dòng)機(jī)械吊臂或?qū)I(yè)維護(hù)車實(shí)現(xiàn)設(shè)備的豎直插拔，維護(hù)復(fù)雜度高，耗時(shí)長；且開蓋維護(hù)過程有一定的冷卻液揮發(fā)問題，增加運(yùn)行成本；

3）承重要求高：因浸沒式液冷系統(tǒng)Tank內(nèi)充滿冷卻液，整柜重量大幅增加，對機(jī)房有特殊承重要求，普遍要求浸沒式液冷機(jī)房地板承重應(yīng)大于1500kg/m2；

4）國產(chǎn)冷媒待驗(yàn)證：單相浸沒式液冷方案所使用的國產(chǎn)冷媒仍待驗(yàn)證。

浸沒式液冷比較適用于對功率密度、節(jié)能性要求較高的大型數(shù)據(jù)中心，特別是地理位置較為特殊、空間有限的數(shù)據(jù)中心。

1.4.3 噴淋式液冷在安裝便利性、空間利用等方面有優(yōu)勢，但是現(xiàn)階段落地應(yīng)用相對較少

噴淋式液冷不需要對數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大幅改動(dòng)，安裝便捷，空間利用率高，且噴淋方式能夠節(jié)省冷卻液，其不足在于服務(wù)器整體密封于氣相柜中，排液、補(bǔ)液，維護(hù)時(shí)會(huì)破壞服務(wù)器原有密封結(jié)構(gòu)。目前噴淋式液冷技術(shù)的應(yīng)用場景有限，只有少量數(shù)據(jù)中心采用了噴淋式液冷技術(shù)。

2 數(shù)據(jù)中心液冷行業(yè)基本情況與競爭格局

2.1 基本情況：數(shù)據(jù)中心液冷行業(yè)如日方升，液冷技術(shù)有望加速導(dǎo)入

數(shù)據(jù)中心溫控方式仍以風(fēng)冷為主，液冷技術(shù)有望加速導(dǎo)入。目前數(shù)據(jù)中心的散熱方式仍然以風(fēng)冷為主，在算力設(shè)備以及數(shù)據(jù)中心機(jī)房的高熱密度趨勢和高能效散熱要求的雙重推動(dòng)下，預(yù)計(jì)未來液冷將成為主流的數(shù)據(jù)中心溫控方式。根據(jù)產(chǎn)業(yè)調(diào)研與曙光數(shù)創(chuàng)的信息，2022年數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)的滲透率大概在5%~8%左右，風(fēng)冷仍然占據(jù)90%以上的市場份額；預(yù)計(jì)2025-2028年時(shí)液冷技術(shù)的滲透率有望達(dá)到30%。

液冷方式以冷板式為主，浸沒式技術(shù)有望加速推廣。當(dāng)前主流的液冷技術(shù)包括冷板式液冷和浸沒式液冷，由于冷板式液冷對于數(shù)據(jù)中心的改造難度較低，改造所需成本也較為可控，所以目前冷板式液冷的市場應(yīng)用相對更加普及。根據(jù)IDC《中國半年度液冷服務(wù)器市場（2023上半年）跟蹤》報(bào)告，按照服務(wù)器出貨量口徑統(tǒng)計(jì)，2023H1我國冷板式液冷服務(wù)器比例達(dá)到90%左右，浸沒式液冷滲透率僅為10%。但隨著國家對于數(shù)據(jù)中心PUE的政策要求的愈發(fā)嚴(yán)格，機(jī)柜功率密度的持續(xù)抬升以及浸沒式液冷技術(shù)的逐漸成熟，浸沒式液冷方案有望進(jìn)入加速推廣期。

2.2 產(chǎn)業(yè)鏈：涉及環(huán)節(jié)眾多，存在較高進(jìn)入壁壘

液冷產(chǎn)業(yè)鏈涉及環(huán)節(jié)眾多，包括上游的液冷設(shè)備及產(chǎn)品零部件提供商、中游的液冷服務(wù)器及液冷基礎(chǔ)設(shè)施提供商與下游的數(shù)據(jù)中心使用者。上游主要為產(chǎn)品零部件及液冷設(shè)備，包括快速接頭、CDU、電磁閥、浸沒液冷TANK、manifold、冷卻液等產(chǎn)品，代表性廠商有英維克、3M、高瀾股份、云酷、奕信通、廣東合一、綠色云圖、巨化股份等。中游主要為液冷服務(wù)器、芯片廠商以及液冷集成設(shè)施、模塊與機(jī)柜等，代表性廠商有華為、中興、浪潮、曙光、新華三、聯(lián)想、超聚變、英特爾等。下游主要為數(shù)據(jù)中心的使用者，包括三家電信運(yùn)營商，百度、阿里巴巴、騰訊、京東等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，數(shù)據(jù)港、光環(huán)新網(wǎng)等第三方IDC服務(wù)商以及政府、科研機(jī)構(gòu)、金融、能源、交通等其他信息化需求客戶。

產(chǎn)業(yè)鏈存在較高的技術(shù)、人才、客戶認(rèn)證壁壘。

1）技術(shù)壁壘：液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品的研發(fā)和制造涉及冷卻技術(shù)、制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真技術(shù)、溫濕度解耦控制算法等多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域，要求企業(yè)在液冷核心技術(shù)進(jìn)行多年研究積累，深入掌握液冷技術(shù)的相關(guān)原理和應(yīng)用。此外，液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品工藝流程復(fù)雜，需要掌握生產(chǎn)制造流程中的核心工藝，同時(shí)需具備成熟的控制體系，對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行把控，保證產(chǎn)品的合格率，因此數(shù)據(jù)中心液冷行業(yè)具有較高的技術(shù)壁壘。

2）人才壁壘：液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域?qū)儆谛屡d技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品性能涉及材料化學(xué)、熱力學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科，并且數(shù)據(jù)中心的制冷系統(tǒng)存在定制化特征，因此對研發(fā)技術(shù)人員的技術(shù)研發(fā)能力和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)要求較高。目前行業(yè)發(fā)展歷程較短，技術(shù)與產(chǎn)品仍處于驗(yàn)證階段，高端技術(shù)人才相對稀缺，且高端人才主要集中規(guī)模較大的企業(yè)以及***研究機(jī)構(gòu)中，因此新進(jìn)企業(yè)難以在短期內(nèi)培養(yǎng)出一批具備技術(shù)開發(fā)實(shí)力并擁有豐富實(shí)踐項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍，由此數(shù)據(jù)中心液冷行業(yè)存在較高的專業(yè)人才壁壘。

3）客戶認(rèn)證壁壘：出于安全性、穩(wěn)定性等考慮，企業(yè)客戶在選擇液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商時(shí)通常需要進(jìn)行嚴(yán)格的資質(zhì)驗(yàn)證。尤其是金融、醫(yī)藥等機(jī)構(gòu)出于數(shù)據(jù)安全、保密等要求，對液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施解決方案供應(yīng)商挑選非常嚴(yán)格，需要對企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量水平、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)研發(fā)能力進(jìn)行綜合考察，因此認(rèn)證過程復(fù)雜且耗時(shí)較長。液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施廠商應(yīng)具備較強(qiáng)的產(chǎn)品研發(fā)能力、穩(wěn)定的產(chǎn)品供應(yīng)以及售后服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)具備豐富的技術(shù)儲備，才能滿足不同客戶的需求。另一方面，由于更換液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商會(huì)對產(chǎn)品的穩(wěn)定性形成風(fēng)險(xiǎn)，客戶在與液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商建立生產(chǎn)配套關(guān)系后，傾向于維持與現(xiàn)有技術(shù)供應(yīng)商的合作，不會(huì)輕易更換主要供應(yīng)商，因此先進(jìn)入者一旦建立起自身客戶資源、形成先發(fā)優(yōu)勢，新進(jìn)入企業(yè)將很難在短期內(nèi)爭奪市場份額、改變行業(yè)現(xiàn)有格局，因此數(shù)據(jù)中心液冷行業(yè)具有較高的客戶認(rèn)證門檻。

2.3 競爭格局：行業(yè)仍處于技術(shù)驗(yàn)證階段，市場格局尚不明確

目前液冷行業(yè)仍處于技術(shù)驗(yàn)證階段，技術(shù)路線、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等還無定數(shù)，國外廠商難以進(jìn)入中國市場，市場競爭格局尚不明確。目前市場中主要廠商在液冷技術(shù)和產(chǎn)品方面還處于實(shí)驗(yàn)研究或初步應(yīng)用階段，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚在演進(jìn)，市場內(nèi)還未形成具備較強(qiáng)核心競爭力的龍頭廠商，市場競爭格局尚未穩(wěn)定。此外，由于中國對數(shù)據(jù)安全的保護(hù)，在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的供應(yīng)方面存在一定的地域壁壘，因此，目前國外廠商的產(chǎn)品的應(yīng)用主要以其本國市場為主，進(jìn)入中國市場較為困難。

3 數(shù)據(jù)中心液冷行業(yè)未來看點(diǎn)

3.1 推理/訓(xùn)練服務(wù)器功耗有望達(dá)到10/2kW，液冷方案成為首選

生成式人工智能橫空出世，助推AI算力景氣度。受ChatGPT為代表的生成式人工智能大模型等新業(yè)態(tài)帶動(dòng)，全新的AI應(yīng)用場景有望在未來3-5年爆發(fā)，百億參數(shù)是大模型具備涌現(xiàn)能力的門檻，千億參數(shù)的大模型將具備較好的涌現(xiàn)能力，AI算力成為大模型能力提升的核心驅(qū)動(dòng)力。現(xiàn)階段ChatGPT的總算力消耗達(dá)到了3640PF-day（每秒計(jì)算一千萬億次，需要計(jì)算3640天），需要7-8個(gè)投資規(guī)模30億元，算力500P的超大數(shù)據(jù)中心才能支撐其訓(xùn)練過程，AI算力的重要性不言而喻。據(jù)IDC預(yù)測，全球AI算力市場規(guī)模將從2022年的195.0億美元增長到2026年的346.6億美元，其中生成式AI算力市場規(guī)模將從2022年的8.2億美元增長到2026年的109.9億美元，生成式AI算力占整體AI算力市場規(guī)模的比例將從4.2%增長到31.7%。

大模型帶來高算力，高算力帶來高功耗。隨著AI計(jì)算、HPC計(jì)算等高性能計(jì)算需求不斷提升，CPU、GPU等計(jì)算芯片朝高算力、高集成方向演進(jìn)，同時(shí)也導(dǎo)致單顆計(jì)算芯片功耗的大幅提升。對于CPU、GPU、ASIC等計(jì)算芯片而言，一方面可以通過增加計(jì)算核心數(shù)或提高單核心的主頻等方式來提高算力，此舉會(huì)顯著增加芯片的TDP（熱設(shè)計(jì)功耗）；另一方面可以依靠先進(jìn)制程技術(shù)來縮減單位算力對應(yīng)的TDP（TDP/算力）。但是由于先進(jìn)制程技術(shù)推進(jìn)較慢等因素,單位算力對應(yīng)TDP的下降幅度逐年減少，且遠(yuǎn)不及算力的增長速度，這也導(dǎo)致了AI芯片功耗的大幅攀升。當(dāng)前，Intel的多款CPU芯片的TDP已突破350W，NVIDIA 的H100系列GPU芯片的TDP更高達(dá)700W。

計(jì)算芯片高功耗造成單服務(wù)器功耗顯著提高。單服務(wù)器功耗大部分源于計(jì)算芯片，服務(wù)器的核心組件包括CPU（中央處理器）、GPU（圖形處理器）、內(nèi)存芯片、SSD（固態(tài)硬盤）、網(wǎng)卡、PCB主板、RAID卡、HBA卡和電源等。CPU/GPU等計(jì)算芯片在通用服務(wù)器功耗中占比約為50%左右，而在AI服務(wù)器中，計(jì)算芯片的功耗占比高達(dá)80%以上。我們參考2022-2023年中國電信集采AI服務(wù)器配置與阿里云通用服務(wù)器配置進(jìn)行功耗計(jì)算，服務(wù)器的功耗可以粗略估計(jì)為所有組件的功耗總和；選取超聚變FusionServer 2288 V7作為通用服務(wù)器的代表型號，超聚變FusionServer G5500 V6作為AI訓(xùn)練服務(wù)器的代表型號，超聚變FusionServer G8600 V7作為AI推理服務(wù)器的代表型號。

通過我們的測算，通用服務(wù)器的總功耗為595W，AI訓(xùn)練服務(wù)器的總功耗為7015W，AI推理服務(wù)器的總功耗為1615W。但是由于芯片超頻，額外的NVLINK模組等因素的存在，計(jì)算芯片的實(shí)際滿載功耗往往會(huì)高于官方標(biāo)定的功耗。以上因素導(dǎo)致服務(wù)器的實(shí)際功耗可能會(huì)高于各組件的總功耗，具體的功耗還要以實(shí)際測試為準(zhǔn)。根據(jù)超聚變服務(wù)器功耗計(jì)算器的測算，當(dāng)前配置下的通用服務(wù)器的實(shí)際滿載功耗為700W左右，AI訓(xùn)練服務(wù)器的實(shí)際滿載功耗為9800W左右，AI推理服務(wù)器的實(shí)際滿載功耗為2000W左右。（該過程僅為根據(jù)公開資料的估算，請以實(shí)際環(huán)境和負(fù)載下的測算為準(zhǔn)）

隨著服務(wù)器功耗提高，單機(jī)柜功率上升趨勢明顯。根據(jù)Uptime Institute相關(guān)報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，2020年全球數(shù)據(jù)中心單機(jī)柜功率密度達(dá)到8.4kW/機(jī)柜，相比于2017年的5.6 kW/機(jī)柜有明顯提升；其中71%的數(shù)據(jù)中心平均功率密度低于10 kW/機(jī)柜，17%的數(shù)據(jù)中心平均功率密度高于20kW/機(jī)柜，預(yù)計(jì)未來數(shù)據(jù)中心功率密度將繼續(xù)上升，高密度數(shù)據(jù)中心占比將持續(xù)提高。

單機(jī)柜功率逐漸超出風(fēng)冷散熱閾值，液冷散熱已是趨勢所向。風(fēng)冷散熱一般適用于20Kw/機(jī)柜左右的功率密度以下，20Kw/機(jī)柜以上時(shí)液冷散熱優(yōu)勢明顯。通用服務(wù)器通常為2U，AI訓(xùn)練服務(wù)器通常為6U，AI推理服務(wù)器通常為4U，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜為42U；考慮到電源模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊等因素，假設(shè)單機(jī)柜內(nèi)可以放置18個(gè)通用服務(wù)器或6個(gè)AI訓(xùn)練服務(wù)器或9個(gè)AI推理服務(wù)器，根據(jù)之前對于服務(wù)器功耗的測算，則單機(jī)柜功率可以分別達(dá)到12.6kW（通用），58.8kW（AI訓(xùn)練）和18kW（AI推理）；考慮到機(jī)柜中其他模塊的散熱情況，實(shí)際單機(jī)柜功率會(huì)更高。對于通用服務(wù)器機(jī)柜，其單機(jī)柜功率已經(jīng)開始逐步靠近風(fēng)冷散熱閾值，隨著通用服務(wù)器功耗的持續(xù)上升，液冷散熱的優(yōu)勢有望逐步顯現(xiàn)；對于AI訓(xùn)練與推理服務(wù)器機(jī)柜，其單機(jī)柜功率已經(jīng)逼近或者超出了風(fēng)冷散熱所能覆蓋的功率密度范圍，液冷散熱已成大勢所趨。

3.2 PUE限制是現(xiàn)階段液冷技術(shù)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力

數(shù)據(jù)中心耗電量不斷提升，綠色低碳成為必然趨勢。數(shù)據(jù)中心是能耗大戶，其包含大量的 IT 設(shè)備、供電與制冷設(shè)備。隨著數(shù)據(jù)中心算力與功耗的不斷增長，數(shù)據(jù)中心耗電量必將呈快速增長趨勢，綠色低碳必將并且已經(jīng)成為新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展的重要基本原則之一。

我國數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.49，仍有半數(shù)區(qū)域的數(shù)據(jù)中心PUE位于1.5以上。PUE 全稱 “Power Usage Effectiveness（能源使用效率）”，是數(shù)據(jù)中心消耗的一切能源與 IT 負(fù)載運(yùn)用的能源之比，比值越接近于1，說明能源越接近全部都用于 IT 負(fù)載上。目前我國一半以上區(qū)域的數(shù)據(jù)中心 PUE 值都在 1.5 以上，即消耗在冷卻等非 IT 負(fù)載上的能源，占到了 IT 負(fù)載的一半以上。截至2021年全國數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.49，還有華南、華東、西北和西南區(qū)域的數(shù)據(jù)中心PUE超過1.50，僅有東北、華北和華東區(qū)域的數(shù)據(jù)中心PUE在1.50以下。

數(shù)據(jù)中心PUE管控日趨嚴(yán)格，針對老舊與新建數(shù)據(jù)中心均出臺強(qiáng)力約束措施。國家與地方出臺了一系列政策對數(shù)據(jù)中心能耗管理進(jìn)行規(guī)范，不斷強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)中心綠色高質(zhì)量發(fā)展的重要性。2021年7月，工信部印發(fā)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》，要求到2021年底，新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.35以下；到2023年底，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)降低到1.25以下。2022年8月，工信部等七部門印發(fā)《信息通信行業(yè)綠色低碳發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2022-2025年）》，要求到2025年，全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率(PUE)降到1.3以下，改建核心機(jī)房PUE降到1.5以下。除此之外，地方也出臺了一系列數(shù)據(jù)中心PUE要求相關(guān)的政策文件，其中北京針對數(shù)據(jù)中心的年能源消耗量設(shè)立了多層次PUE要求，年能源消耗量越高的數(shù)據(jù)中心PUE要求越高，此外還針對PUE超過1.4的數(shù)據(jù)中心實(shí)行電價(jià)加價(jià)措施。

冷卻系統(tǒng)占據(jù)數(shù)據(jù)中心除IT設(shè)備負(fù)載外的能耗中的絕大部分，液冷技術(shù)能夠有效降低冷卻系統(tǒng)能耗，進(jìn)而降低數(shù)據(jù)中心PUE，滿足監(jiān)管政策要求。PUE為1.92的數(shù)據(jù)中心下冷卻系統(tǒng)能耗占總能耗的比例為38%左右，而PUE為1.3的數(shù)據(jù)中心下冷卻系統(tǒng)能耗占比下降至18%，這意味著降低數(shù)據(jù)中心PUE的關(guān)鍵就在于降低冷卻系統(tǒng)的能耗表現(xiàn)。在同等的散熱水平下，傳統(tǒng)風(fēng)冷方案的數(shù)據(jù)中心PUE一般為1.5左右，液冷方案的PUE值可降至1.05-1.2左右，能夠滿足當(dāng)前政策對于數(shù)據(jù)中心PUE的要求。

3.3 數(shù)據(jù)中心TCO是液冷技術(shù)規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素

數(shù)據(jù)中心總成本（TCO）包括建設(shè)成本（Capex）和運(yùn)營成本（Opex）。Capex一般指建設(shè)成本，包括土地獲取、勘察、規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備購置、建設(shè)、安裝以及系統(tǒng)調(diào)測等費(fèi)用；Opex一般指運(yùn)營成本，主要包含電力、冷卻散熱等基礎(chǔ)設(shè)施成本、維護(hù)成本及管理成本。低成本是數(shù)據(jù)中心建立競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵，也是降低投資回收期和持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

我們基于華東地區(qū)、2N UPS、30kW每機(jī)柜等常見數(shù)據(jù)中心配置進(jìn)行風(fēng)冷、冷板式液冷和浸沒式液冷等不同冷卻方式下的TCO測算（本文關(guān)于TCO的討論均不考慮服務(wù)器等IT設(shè)備成本）。市場普遍認(rèn)為，風(fēng)冷方案在Capex上更具經(jīng)濟(jì)性，液冷方案只在后續(xù)的Opex中有一定的優(yōu)勢。但是根據(jù)奕信通科技在2022年數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)峰會(huì)（CDCC）發(fā)布的報(bào)告進(jìn)行測算，現(xiàn)階段選擇冷板式液冷方案的Capex已經(jīng)低于風(fēng)冷方案，即便是浸沒式液冷方案，也將在運(yùn)行5年左右之后出現(xiàn)TCO低于風(fēng)冷方案的拐點(diǎn)。（該過程僅為根據(jù)公開資料的估算，請以實(shí)際環(huán)境和負(fù)載下的測算為準(zhǔn)）

但是該測算結(jié)果依賴于一定的前提條件：如機(jī)柜功率達(dá)到30KW、不計(jì)算服務(wù)器折舊和服務(wù)器運(yùn)營支出、水電費(fèi)與房租等運(yùn)營成本按華東地區(qū)情況計(jì)價(jià)、采用集中式大型IDC機(jī)房且IT設(shè)備在12個(gè)月線性上架后實(shí)現(xiàn)80%負(fù)載率、外界氣溫對制冷系統(tǒng)的能耗需求較高等。因此在西北部地區(qū)、較小型數(shù)據(jù)中心等場景下液冷技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性尚沒有完全體現(xiàn)。但在數(shù)據(jù)中心發(fā)展的大型化、集約化的趨勢下，且液冷方案仍存在每年降本5-10%的空間，再考慮到液冷方案能夠有效延長服務(wù)器使用壽命，未來液冷數(shù)據(jù)中心TCO的優(yōu)勢將更加明顯。

機(jī)電部分包括制冷系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、機(jī)柜系統(tǒng)、布線系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)的購置和安裝成本，不考慮IT設(shè)備成本。

液冷方案與風(fēng)冷方案相比：1）其機(jī)電部分的Capex可以節(jié)省掉冷凍水機(jī)組/冷凍水精密空調(diào)，減少UPS和開關(guān)設(shè)備的容量等；2）需要增加密封機(jī)箱、冷卻液、冷板、熱交換器、防滴漏連接器和機(jī)架式分液器等液冷設(shè)備方面的成本；3）液冷方案下同樣外電體量的數(shù)據(jù)中心內(nèi)空間利用率更高，能承載更多IT設(shè)備，每ITkW（IT設(shè)備功率）下的分?jǐn)偝杀靖汀８鶕?jù)假設(shè)條件測算，風(fēng)冷、冷板式液冷、浸沒式液冷方案的機(jī)電部分Capex分別為16000-18000元/ITkW、15000-17000元/ITkW和23000-28000元/ITkW左右。冷板式液冷方案下分?jǐn)偟矫縄TkW下的機(jī)電部分Capex與風(fēng)冷方案基本持平甚至更低；浸沒式液冷方案所需增加的機(jī)電設(shè)備較多，分?jǐn)傁聛砻縄TkW的Capex相比于風(fēng)冷仍有7000-10000元/ITkW左右的上升。

土建部分主要包括建筑物成本。風(fēng)冷和液冷方案的土建成本差異主要在于同樣體量的數(shù)據(jù)中心內(nèi)，液冷方案下建筑所需的建筑面積更小。根據(jù)奕信通科技測算，風(fēng)冷、冷板式液冷、浸沒式液冷的土建部分Capex分別為5000元/ITkW，3000元/ITkW和3500元/ITkW左右。

外電和能評部分主要包括獲取外電資源，通過能評驗(yàn)收所需付出的成本。與風(fēng)冷相比，液冷方案的PUE更低更節(jié)能，獲取外電資源，通過能評驗(yàn)收的難度相對會(huì)小很多。根據(jù)奕信通科技測算，風(fēng)冷、冷板式液冷、浸沒式液冷的外電和能評部分Capex分別為4000元/ITkW，2000元/ITkW和2000元/ITkW左右。

Opex中占比*高的是電力成本，液冷技術(shù)可以有效降低電力成本。數(shù)據(jù)中心的Opex主要包括電力成本、固定資產(chǎn)折舊、房租、人工費(fèi)等等，其中電力成本占比*高，達(dá)到56.7%（風(fēng)冷情況下）。

浸沒式液冷方案的Opex*具優(yōu)勢。根據(jù)奕信通科技測算，風(fēng)冷方案的Opex為9360-9720元/ITkw/年左右，冷板式液冷方案的Opex為8040-8400元/ITkw/年左右，浸沒式液冷方案的Opex是7800-8160元/ITkw/年左右。

現(xiàn)階段選擇冷板式液冷的初始TCO已經(jīng)低于風(fēng)冷，浸沒式液冷的TCO將在5-6年之后低于風(fēng)冷。我們根據(jù)以上測算結(jié)果進(jìn)行10年期的TCO測算，那么風(fēng)冷的Capex和Opex分別為26000元/ITkW和9540元/ITkW/年，冷板式液冷的Capex和Opex分別為21000元/ITkW和8220元/ITkW/年，浸沒式液冷的Capex和Opex分別為31000元/ITkW和7980元/ITkW/年。根據(jù)TCO測算，現(xiàn)階段冷板式液冷方案的TCO從開始就已經(jīng)低于風(fēng)冷方案，浸沒式液冷方案也將在5年左右之后出現(xiàn)TCO低于風(fēng)冷方案的拐點(diǎn)。

3.4 液冷技術(shù)能夠有效延長服務(wù)器使用壽命，實(shí)現(xiàn)降本增效

傳統(tǒng)電子設(shè)備普遍采用空氣冷卻方式，溫度是電子設(shè)備產(chǎn)生故障的主要原因之一。環(huán)境的多樣性包括溫度、濕度、振動(dòng)、灰塵等多個(gè)方面，在導(dǎo)致電子設(shè)備失效的因素中溫度占了55%，過熱是電子設(shè)備產(chǎn)生故障的主要誘因。隨著溫度的增加，電子、原子、分子的運(yùn)動(dòng)速度加快，使得電子設(shè)備的性能發(fā)生變化，當(dāng)達(dá)到一定階段時(shí)，就會(huì)引起嚴(yán)重的故障。在高于一般室內(nèi)環(huán)境溫度（約20°C~25°C）范圍內(nèi)條件下，故障率大致按指數(shù)規(guī)律隨溫度的升高而增加。同時(shí)，濕度、振動(dòng)、灰塵等因素同樣會(huì)對電子設(shè)備的工作性能和使用壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。

液冷能夠有效降低服務(wù)器部件故障率，延長使用壽命。液體具有比空氣更大的比熱容，散熱能力更強(qiáng)，使得服務(wù)器溫度更加穩(wěn)定，CPU和GPU計(jì)算部件可以長時(shí)間穩(wěn)定工作在高性能頻率狀態(tài)。此外，浸沒式液冷將IT設(shè)備浸入封閉的液體環(huán)境中，與空氣完全隔離，并且不再需要高速風(fēng)扇進(jìn)行散熱，消除了空氣濕度、風(fēng)扇振動(dòng)以及灰塵帶來的可靠性影響，從而優(yōu)化了服務(wù)器的運(yùn)行環(huán)境，延長了設(shè)備的使用壽命。根據(jù)阿里云的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，與風(fēng)冷服務(wù)器相比，液冷服務(wù)器整體部件故障率下降約53%，其中電源、網(wǎng)卡、風(fēng)扇、網(wǎng)線等部件的故障率下降超過80%。隨著單服務(wù)器價(jià)值量以及數(shù)據(jù)中心運(yùn)營成本的與日俱增，服務(wù)器的可靠性與使用壽命顯得尤為重要，液冷帶來的附加經(jīng)濟(jì)價(jià)值有望逐步顯現(xiàn)。

3.5 解耦交付模式成為未來發(fā)展趨勢，助力液冷產(chǎn)業(yè)規(guī)范化發(fā)展

目前冷板式液冷方案的交付模式可以分為兩類，包括一體化交付與解耦交付兩種。一體化交付是指液冷機(jī)柜的所有部分，包括機(jī)柜和服務(wù)器等，都按照廠商自行設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行集成設(shè)計(jì)開發(fā)，然后再作為一個(gè)整體進(jìn)行交付。而解耦交付則要求液冷機(jī)柜與液冷服務(wù)器之間遵循用戶預(yù)先制定的通用接口設(shè)計(jì)規(guī)范，機(jī)柜與服務(wù)器可以分別由不同廠商負(fù)責(zé)生產(chǎn)和交付。

解耦交付模式為大勢所趨，助推冷板式液冷產(chǎn)業(yè)規(guī)范化發(fā)展。服務(wù)器與機(jī)柜解耦更有利于形成統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，能夠促進(jìn)行業(yè)競爭與技術(shù)推廣，讓更多廠商能夠參與液冷行業(yè)，實(shí)現(xiàn)多廠家適配，也便于后續(xù)靈活部署，使得客戶可以根據(jù)實(shí)際需求選擇不同的服務(wù)器和機(jī)柜組合，不會(huì)受限于某一個(gè)供應(yīng)商。目前華為、超聚變等液冷廠商已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了盲插快接，中國移動(dòng)也已經(jīng)著手研發(fā)新型機(jī)柜，并計(jì)劃在完成測試后開源，推動(dòng)更多的服務(wù)器和機(jī)柜廠商參與到盲插解耦液冷技術(shù)的研發(fā)與驗(yàn)證中，推動(dòng)技術(shù)成熟與規(guī)范化。

4 數(shù)據(jù)中心液冷未來市場規(guī)模估算

根據(jù)估算，到2025年，中國數(shù)據(jù)中心液冷市場規(guī)模將達(dá)到359億元左右，CAGR達(dá)到72.4%；AI數(shù)據(jù)中心液冷市場規(guī)模將達(dá)到280億元左右，CAGR達(dá)到71.4%；通用數(shù)據(jù)中心液冷市場規(guī)模將達(dá)到79億元，CAGR達(dá)到76.2%。核心假設(shè)如下：

1）假設(shè)通用服務(wù)器的平均功率為0.7kW。以超聚變FusionServer 2288 V7（2U）作為通用服務(wù)器的代表型號，在超聚變服務(wù)器功耗計(jì)算器中測算得出其滿載功率約為0.7kW。

2）假設(shè)AI服務(wù)器的平均功率為3.8kW，其中AI訓(xùn)練服務(wù)器平均功率為8kW，AI推理服務(wù)器為2kW。根據(jù)產(chǎn)業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)，假設(shè)AI服務(wù)器中訓(xùn)練與推理的數(shù)量關(guān)系約為3:7，訓(xùn)練服務(wù)器中H系列和A系列所占比例約為4:6，推理服務(wù)器均為T4系列。以超聚變FusionServer G5500 V6作為AI訓(xùn)練服務(wù)器的代表型號，超聚變FusionServer G8600 V7作為AI推理服務(wù)器的代表型號，根據(jù)超聚變服務(wù)器功耗計(jì)算器，H系列訓(xùn)練服務(wù)器滿載功率約為10kW，A系列訓(xùn)練服務(wù)器滿載功率約為6.8kW，T4系列推理服務(wù)器的功率約為2KW。結(jié)合以上數(shù)量比例關(guān)系，可以估算出AI服務(wù)器平均功率約為3.8kW。

3）假設(shè)通用服務(wù)器平均功率每年提升10%，AI訓(xùn)練與推理服務(wù)器平均功率未來三年提升30%/20%/15%。根據(jù)近幾年CPU/GPU TDP的變化趨勢，CPU TDP每年提升10%左右，GPU TDP每年提升20%左右，我們假設(shè)通用服務(wù)器平均功率未來三年保持10%左右的增速，AI訓(xùn)練與推理服務(wù)器平均功率未來三年的增速為30%/20%/15%。

4）至2025年，假設(shè)通用服務(wù)器液冷滲透率由5%提升到20%，AI訓(xùn)練服務(wù)器液冷滲透率由70%提升到100%，AI推理服務(wù)器液冷滲透率由40%提升至70%。根據(jù)產(chǎn)業(yè)調(diào)研與曙光數(shù)創(chuàng)的信息，2022年我國液冷滲透率為5%-8%左右，預(yù)計(jì)2025-2028年時(shí)液冷滲透率能達(dá)到30%左右。我們假設(shè)通用服務(wù)器2022年液冷滲透率為5%，至2025年液冷滲透率上升至20%；AI訓(xùn)練服務(wù)器2022年液冷滲透率為70%，至2025年液冷滲透率上升至100%；AI推理服務(wù)器2022年液冷滲透率為40%，至2025年液冷滲透率上升至70%；整體液冷滲透率由2022年的8%上升至2025年的25.7%。

5）至2025年，假設(shè)浸沒式液冷滲透率由10%提升至30%，冷板式液冷滲透率由90%降低至70%。根據(jù)IDC《中國半年度液冷服務(wù)器市場（2023上半年）跟蹤》報(bào)告，按照服務(wù)器出貨量口徑統(tǒng)計(jì)，2023H1我國冷板式液冷服務(wù)器比例為90%左右，浸沒式液冷滲透率僅為10%。隨著未來浸沒式液冷技術(shù)逐漸成熟進(jìn)入加速推廣期，我們預(yù)計(jì)浸沒式液冷的滲透率由2022年的10%上升至2025年的30%，冷板式液冷的滲透率由2022年的90%下降至70%。

6）考慮到大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心液冷廠商的產(chǎn)品只覆蓋數(shù)據(jù)中心液冷基礎(chǔ)設(shè)施中的制冷系統(tǒng)、機(jī)柜系統(tǒng)等核心部分，故估算數(shù)據(jù)中心液冷市場規(guī)模時(shí)只考慮數(shù)據(jù)中心液冷基礎(chǔ)設(shè)施中制冷系統(tǒng)、機(jī)柜系統(tǒng)等核心部分的市場規(guī)模，不考慮布線系統(tǒng)、土建、外電、能評等其他配套部分。結(jié)合產(chǎn)業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)，假設(shè)冷板式液冷基礎(chǔ)設(shè)施的價(jià)值量約為10000元/ITkW，浸沒式液冷基礎(chǔ)設(shè)施的價(jià)值量約為15000元/ITkW。

7）考慮到未來數(shù)據(jù)中心液冷市場競爭逐步加劇以及技術(shù)逐漸成熟，液冷方案價(jià)格將呈逐年下降的趨勢；冷板式液冷技術(shù)目前更為成熟，未來價(jià)格的下降空間相對較小。我們假設(shè)冷板式液冷價(jià)值量逐年下降5%，浸沒式液冷價(jià)值量逐年下降10%。

以下是A股液冷服務(wù)器概念梳理：

中科曙光：公司的 ParaStor 液冷存儲產(chǎn)品將液冷方案與存儲技術(shù)結(jié)合， 有效降低 PUE 值；在應(yīng)用層面，靈活配置多種場景， 針對高性能小規(guī)模應(yīng)用場景，提供全閃存配置方案，而針對中大規(guī)模應(yīng)用場景，則提供更高性價(jià)比的混閃配置方案，為客戶釋放更多的業(yè)務(wù)價(jià)值。此外，ParaStor 液冷存儲產(chǎn)品與液冷服務(wù)器形成“存算一棧式” 液冷方案，在提高運(yùn)維效率的同時(shí)，助力數(shù)據(jù)中心部署更便捷。（行業(yè)龍頭）

浪潮信息：浪潮信息將“All in 液冷”納入公司發(fā)展戰(zhàn)略，全棧布局液冷，發(fā)布全棧液冷產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)通用服務(wù)器、高密度服務(wù)器、整機(jī)柜服務(wù)器、AI 服務(wù)器四大系列全線產(chǎn)品均支持冷板式液冷，并提供液冷數(shù)據(jù)中心全生命周期整體解決方案（行業(yè)龍頭）

工業(yè)富聯(lián)：公司研發(fā)基于開放平臺聯(lián)盟架構(gòu)的 DC_MHS 數(shù)據(jù)中心模塊化硬件系統(tǒng)，推出全球**臺模塊化服務(wù)器，同時(shí)產(chǎn)品應(yīng)用于客戶*新一代 HPC 加速器中；液冷技術(shù)方面，公司持續(xù)加大數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)研發(fā)，通過沉浸式與機(jī)柜式液冷散熱系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約及效率提升。（行業(yè)龍頭）

紫光股份：2022年公司發(fā)布了H3C UniServer R4900LC G5液冷服務(wù)器及以其為核心的液冷系統(tǒng)、新一代超融合UIS8.0、全新綠洲平臺2.0等產(chǎn)品和方案。（行業(yè)龍頭）

中興通訊：公司擁有全系列服務(wù)器及存儲產(chǎn)品，包括通用服務(wù)器、GPU服務(wù)器、液冷服務(wù)器以及全閃存儲產(chǎn)品、混閃存儲產(chǎn)品等。（行業(yè)龍頭）

光迅科技：公司是浸沒液冷智算產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟會(huì)員單位，是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、工藝研究和實(shí)踐的重要參與者之一，目前已有相關(guān)產(chǎn)品發(fā)布。（行業(yè)新玩家）

飛龍股份：公司的數(shù)據(jù)中心液冷產(chǎn)品在蕪湖飛龍、鄭州飛龍已建有專門生產(chǎn)線。公司多個(gè)液冷項(xiàng)目正在進(jìn)行中，部分項(xiàng)目已經(jīng)量產(chǎn)。（行業(yè)新玩家）

網(wǎng)宿科技：公司全資子公司綠色云圖自主研發(fā)的浸沒式液冷技術(shù)，能夠?yàn)槠髽I(yè)提供更節(jié)能、高效的液冷數(shù)據(jù)中心建設(shè)及改造方案。經(jīng)工業(yè)和信息化部電子第五研究所（中國賽寶實(shí)驗(yàn)室）數(shù)據(jù)中心能效評估，綠色云圖自主研發(fā)的液冷數(shù)據(jù)中心PUE均值低至1.049。（行業(yè)新玩家）

潤澤科技：公司已經(jīng)開始批量交付液冷機(jī)柜，正在交付的以10kw左右的高密機(jī)柜為主，以及20kw以上的液冷機(jī)柜。公司將加快推進(jìn)高密機(jī)柜和液冷機(jī)柜應(yīng)用，快速實(shí)現(xiàn)整棟液冷數(shù)據(jù)中心正式投運(yùn)，向智算中心和超算中心快速演進(jìn)，形成數(shù)據(jù)中心、智算中心和超算中心融合的綜合算力中心。（行業(yè)新玩家）

烽火通信：公司全新一代 FitNeo LCS 液冷解決方案，專為高熱密度機(jī)柜綠色低碳運(yùn)營而設(shè)計(jì)。FitNeo LCS 通過芯片級制冷，直接利用*大溫差快速換熱，實(shí)現(xiàn)超低 PUE，CLF 低至 0.04，功耗降低 5-20%；同時(shí)，具有環(huán)保無氟、低噪低耗、綠色節(jié)能等特點(diǎn)，機(jī)組管路通過工廠預(yù)制模塊化配裝實(shí)現(xiàn)快速交付，精減現(xiàn)場動(dòng)火焊接環(huán)節(jié)；冷卻液緩蝕抑菌、超低電導(dǎo)，連接部件超高承壓，超低漏率，全鏈路漏液檢測可自動(dòng)上報(bào)。（行業(yè)新玩家）

銳新科技：公司鋁合金散熱器應(yīng)用在液冷服務(wù)器中。在光模塊的冷卻中，通過對鋁合金基座進(jìn)行直接水冷散熱的，而光學(xué)元件是裝在基板上工作，所產(chǎn)生的熱量是由基座吸收，從達(dá)到散熱的目的。公司鋁合金散熱器應(yīng)用在液冷服務(wù)器光模塊的冷卻。（液冷材料）

科華數(shù)據(jù)：目前公司自主研發(fā)的液冷技術(shù)已運(yùn)用在公司數(shù)據(jù)中心及儲能產(chǎn)品、解決方案中。領(lǐng)先的產(chǎn)品和技術(shù)是公司的長期核心競爭力，公司持續(xù)跟進(jìn)客戶的技術(shù)產(chǎn)品需求，做好相關(guān)技術(shù)儲備，保持自身技術(shù)的領(lǐng)先性。（液冷零部件）

歐陸通：公司為阿里巴巴定制的新一代浸沒式液冷集中式供電電源在云棲大會(huì)展出，應(yīng)用于磐久服務(wù)器供電系統(tǒng)。該電源方案包括晨沒式液冷的ATS 2.5KW PSU 和30kw Power Shef，由歐陸通子公司云電科技自主研發(fā)及生產(chǎn)，進(jìn)入準(zhǔn)量產(chǎn)階段。該加工結(jié)合了浸沒式液冷+集中式供電的雙重優(yōu)勢，帶ATS部件整機(jī)效率高達(dá)97%。（液冷零部件）

中石科技：公司宜興子公司主營產(chǎn)品包括液冷模組等，建立相關(guān)技術(shù)儲備和產(chǎn)品線，為國內(nèi)外多家服務(wù)器企業(yè)提供液冷等全方位的管理綜合解決方案。（液冷零部件）

科創(chuàng)新源：公司研發(fā)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器特種散熱模組可滿足客戶在高算力場景下，高功耗半導(dǎo)體芯片的散熱效能，該項(xiàng)目已完成樣品試制并已通過驗(yàn)證。公司控股子公司蘇州瑞泰克散熱科技有限公司主要產(chǎn)品包括冷凝器、蒸發(fā)器以及散熱液冷板等熱管理系統(tǒng)產(chǎn)品。（液冷零部件）

高瀾股份：公司服務(wù)器液冷業(yè)務(wù)擁有三種解決方案：冷板式液冷、浸沒式液冷和集裝箱式液冷，可有效降低大型數(shù)據(jù)中心的PUE（數(shù)據(jù)中心總設(shè)備能耗/IT設(shè)備能耗）。（液冷零部件）

康盛股份：公司新一代數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)完成并投入使用，標(biāo)志著康盛股份在液冷溫控領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新突破，邁上新臺階。康盛股份標(biāo)準(zhǔn)化浸沒式液冷機(jī)房IT設(shè)備功率130kW，可提供2P算力。液冷機(jī)房建設(shè)主要依據(jù)GB50174-2017和液冷數(shù)據(jù)中心技術(shù)規(guī)范（康盛股份參編行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）。康盛股份標(biāo)準(zhǔn)化浸沒式液冷機(jī)房配3臺30kW 42U高性能液冷機(jī)柜、2臺20kW 21U高性能液冷機(jī)柜。目前運(yùn)行服務(wù)器主要有新華三5315Y服務(wù)器和DELL R760服務(wù)器。（液冷零部件）

精研科技：公司可為消費(fèi)電子、通信、激光投影、服務(wù)器等領(lǐng)域客戶提供風(fēng)冷模組、液冷模組、液冷板以及模組子件熱管、VC等散熱部品。（液冷零部件）

華勤技術(shù)：公司已于2021年取得液冷裝置及設(shè)備的實(shí)用新型**，并在散熱方面取得了數(shù)據(jù)產(chǎn)品散熱核心技術(shù)。目前在部分的人工智能服務(wù)器上使用液冷散熱技術(shù)。（液冷零部件）

銳捷網(wǎng)絡(luò)：司在業(yè)界進(jìn)行了NPO、液冷等創(chuàng)新技術(shù)的探索和市場實(shí)踐。公司與頭部互聯(lián)網(wǎng)客戶聯(lián)合發(fā)布了在大型數(shù)據(jù)中心規(guī)模部署的浸沒式液冷交換機(jī)，提升了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的可靠性和能源效率；去年，公司發(fā)布了同時(shí)應(yīng)用NPO硅光和冷板式液冷技術(shù)的 51.2T NPO硅光交換機(jī)，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)更加綠色低碳化。（液冷零部件）

飛榮達(dá)：公司針對服務(wù)器上的散熱需求還開發(fā)了軸流風(fēng)扇，特種散熱器，單相液冷冷板模組，兩相液冷模組等產(chǎn)品。（液冷零部件）

強(qiáng)瑞技術(shù)：公司CDU（液冷分配單元）單機(jī)已通過客戶測試并生產(chǎn)。（液冷零部件）

申菱環(huán)境：公司致力于緊跟客戶步伐，通過高能效，可靠的新一代溫控產(chǎn)品如DPC相變冷卻系統(tǒng)，新型高效蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，液冷溫控系統(tǒng)等產(chǎn)品和解決方案服務(wù)客戶。（液冷零部件）

英維克：公司在算力行業(yè)應(yīng)用的液冷全鏈條解決方案已有成熟、完整布局，未來由于AI算力的增長勢必拉動(dòng)相關(guān)的業(yè)務(wù)增長。（液冷零部件）

同方股份：公司目前有基于華為昇騰的AI服務(wù)器可提供液冷解決方案。(華為）

朗威股份：公司是一家數(shù)據(jù)中心機(jī)房及綜合布線設(shè)備提供商，主營業(yè)務(wù)是服務(wù)器機(jī)柜、冷熱通道、微模塊、T-block機(jī)架等數(shù)據(jù)中心機(jī)柜和綜合布線產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù)。2022年公司液冷機(jī)柜產(chǎn)品銷售收入占數(shù)據(jù)中心機(jī)柜銷售總額的比例為3.79%。（液冷零部件）

神州數(shù)碼：公司目前正在進(jìn)行液冷整機(jī)柜產(chǎn)品的需求設(shè)計(jì)和開發(fā)。目前液冷共有兩種主流的技術(shù)方案，分別是浸沒方案和冷板方案，分別適用于不同的數(shù)據(jù)中心場景，公司當(dāng)前規(guī)劃的液冷整機(jī)柜產(chǎn)品會(huì)基于冷板開發(fā)。（液冷零部件）

雙良節(jié)能：公司CDM液冷換熱模塊涉及全浸沒式液冷服務(wù)器換熱模塊與尾端冷卻塔設(shè)備，近年來一直獲有優(yōu)質(zhì)客戶的訂單。（液冷零部件）

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