计算机行业AI时代的散热变革:液冷需求加速释放-260506(20页).pdf

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1、投资评级:看好(维持)核心观点相关报告液冷从“可选到必选”,AI算力浪潮下的确定性高增长赛道。随着AI算力需求的爆炸式增长及芯片功耗的指数级攀升,液冷技术将成为AIDC热管理的必选项”。当前,行业正经历从风冷向液冷的历史性技术切换,市场处于高速发展的初期阶段。一、芯片功耗与PUE政策的双重驱动”,液冷需求刚性凸显。芯片功耗突破风冷极限:以英伟达为代表的AI芯片功耗正以代际翻倍的速度提升。从B200的1000W到未来Rubin系列R300的4000mathsfW+,单机柜功率密度已跃升至140kW以上,远超风冷系统15kW的经济散热上限。液冷已成为支撑高密度算力部署的唯一选择。PUE政策红线趋严

2、,液冷节能优势无可替代:国家“双碳目标要求2025年新建大型数据中心PUE降至1.25以下。液冷技术相比风冷可综合节能40%以上,是实现PUE达标、降低运营成本(如NVL72系统可带来20倍以上成本节约)的关键路径。二、冷板式液冷占据“现实路径”,浸没式液冷代表终极方向”。冷板式液冷:当前市场主流。冷板式液冷对现有服务器生态改动小、成本可控、运维便捷,是兼容性能与性价比的最优解,将率先受益于液冷规模化放量。浸没式液冷:面向超高热流密度场景的终极方案。单相浸没式液冷散热能力相比冷板式更强,PUE可低至1.1以下。尽管当前成本较高,但长期趋势明确。三、核心零部件环节具备高壁垒与高弹性。二次侧液冷的

3、核心部件包括冷板、CDU、UQD、manifold等,国内液冷产业链能力完备、需求旺盛,本土企业在满足国内市场的同时,正逐步形成向全球市场输出产品与解决方案的出海预期。投资建议:液冷正处于高速发展的前期,拥有技术优势以及客户优势的龙头公司更具有优势。建议关注恒铭达、英维克、申菱环境、高澜股份、曙光数创、强瑞技术、飞龙股份、大元泵业、银轮股份、冰轮环境、中航光电、航天电器、海亮股份等。风险提示:技术发展不及预期风险;价格战风险;技术替代风险;地缘政治风险等。1芯片能耗升级,液冷需求爆发1.1热管理技术变革,液冷行业迎来增长空间机柜功率提升下,液冷成为数据中心的必选热管理方式。根据Introl,当

4、前NVIDIA机架功率达132kW,下一代将需要240mathsfkW,风冷所能提供的能力与AI基础设施所需之间的差距随着每一代GPU的更新而不断扩大。此外,数据中心每年在冷却方面的支出为每兆瓦190万至280万美元。以英伟达GB200NVL72为例,部署液冷GB200NVL72系统可使超大规模数据中心实现高达25倍的成本节约,这意味着一个50兆瓦设施每年可节省超过400万美元。(divcenter)图1:功率提升下热管理适用技术不同(单机柜密度)(/divcenter)英伟达新一代AI超级计算机平台VeraRubin,单芯片热设计功耗(TDP)已经超出风冷技术极限。英伟达B200芯片的功率约

5、在1000W左右,而随后的B300则进一步提升至1400W。展望2026年,R200芯片的功率预计将达到2300W,到2027年量产的R300功率甚至可能突破3500W。这种芯片级功率的飞跃,液冷系统将成为散热的最佳解决方案。VeraRubin架构基于采用MGX模块打造,共享标准化液冷散热体系。VeraRubin架构的五个机架均基于统一MGX模块化架构打造,每个NVIDIAMGX机架共享相同的功率、冷却和机械包围。MGX采用100%液冷技术,推动液冷技术成为机架“标配架构”。在散热层面,风冷正在失去对超高功耗算力平台的适应性。MGX机架采用100%液冷技术,在液冷模块内部做板级/背板式集成互联

6、。1.2全球能效政策与环境合规压力能效利用效率(PUE,PowerUsageEffectiveness)已成为数据中心准入和运营的核心指标。PUE=数据中心总耗电量/IT设备有效耗电量,假如mathsfPmathsfUmathsfE=mathsf1,意味着极致节能,无额外制冷、配电损耗;数值越大,制冷配电等无效能耗越高、能效越差。在双碳和能耗约束背景下,国家已将PUE纳入数据中心准入和运营硬指标。国家明确要求2025年新建数据中心PUE不高于1.25。据中国信通院数据,2024年全国数据中心用电量超过1660亿千瓦时,占全社会用电量1.68%,且增速高于整体用电需求;若AI高景气持续,2030

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