隨著人工智能、算力需求的快速增長，高密、高算力等多樣性算力正拉動服務器制冷新需求。6月5日，中國移動、中國聯通、中國電信三大運營商聯合發布了《電信運營商液冷技術白皮書》。

白皮書提出的遠期目標顯示，到2025年，三大運營商將開展規模應用，50%以上數據中心項目應用液冷技術。

“AI+算力”催生液冷服務器需求

隨著AI的廣泛應用，多樣化算力協同將成為常態，因此會助推服務器單機柜平均功率大幅增長；而空氣對流散熱達到功率天花板后性價比大幅下降，散熱效率更高、可以支持更高功率密度的液冷服務器有望迎來需求的高增長。

當前液冷滲透率約3%，滲透率提升有望帶動單位價值量擴充。三大運營商占據數據中心60%左右的份額，隨著三大運營商聯合發布《電信運營商液冷技術白皮書》，液冷產業有望形成標準統一、生態完善、規模應用的新格局，并帶動互聯網企業、第三方數據中心服務商使用液冷技術。液冷技術復雜度高于風冷，單位價值量也相應更高。液冷滲透率提升有望帶動IDC溫控設備單位價值量增長。

中信建投證券表示，AI算力提升機柜功率密度，“東數西算”工程對于PUE提出嚴格要求，數據中心液冷方案滲透率有望提升。同時，服務器廠商已大力布局液冷產品，對于產業鏈協同問題的疑慮已經消除。液冷方案價值量顯著高于傳統風冷方案，隨著國內數據中心建設推進和液冷滲透率提升，機房液冷溫控市場空間廣闊。

對于液冷服務器板塊的投資機會，華輝創富投資總經理袁華明對記者表示，隨著“AI+算力”快速發展，帶動液冷服務器需求，液冷服務器領域有望迎來景氣提升周期。AI是長賽道機會，政策支持明確，基本面良好的液冷服務器賽道受到市場資金關注。

中航證券表示，目前主要廠商在液冷技術和產品方面處于初步應用階段，市場中還未形成較強的龍頭廠商，市場競爭格局未定。當前時點，AIGC應用落地將加速液冷技術滲透率提升，重點關注布局相關賽道企業。


2025年液冷技術應用占比將超50%

據了解，白皮書對液冷技術的發展提出愿景，三大運營商在2023年開展技術驗證，2024年開展規模測試，新建數據中心項目10%規模試點應用液冷技術，推進產業生態逐步成熟，降低全生命周期成本。

到2025年，三大運營商將開展規模應用，50%以上數據中心項目應用液冷技術。

現階段，電信運營商主要采用的是冷板式液冷與單相浸沒式液冷兩種技術路線。其中，冷板式技術是把相關設備固定在冷板上，液體經過冷板將設備的熱量帶走。冷板式液冷的優勢是兼容性強、易于維護，它屬于間接接觸型液冷，主要應用在標準的一般高密度數據中心。

而單相浸沒式液冷是將服務器完全浸沒在冷卻液中，通過液體的流動進行冷卻。該方式的優勢是噪音更低、效率更高，它屬于直接接觸型液冷，主要應用在超高密度數據中心。

白皮書指出，這兩種方式各有其優勢和劣勢，他們的生態系統仍需完善，兩種技術的演進都需要時間，未來一段時間內將共存發展。

未來，電信運營商將從傳統意義上的單純用戶，逐漸轉變成為液冷生態的主導者、設計者、構筑者，并融合上下游的合作伙伴，共同推進產業的生態發展。

未來液冷市場規模將達1200億元

值得關注的是，人工智能對算力的需求呈現快速增長的態勢，甚至遠超摩爾定律18個月翻倍的速度，AI大模型的訓練和推理運算所使用的GPU服務器的功率密度將會大幅提升。

據了解，依靠傳統的自然風冷的數據中心單柜密度支持8kw至10kw，而液冷數據中心的單柜密度可以支持30kw以上，未來或可支持100kw以上。因此，液冷的散熱方式具有明顯優勢。

以英偉達DGX A100服務器為例，它的單機最大功率可以達到6.5kw，AI集群算力密度可以達到單柜50kw。

這意味著，AI服務器需要更高功率的機柜，傳統的自然風冷方式幾乎很難完成為AI服務器散熱的重任，而液冷散熱的方式成為“必選”。

根據賽迪顧問的報告顯示，預計到2025年全球液冷市場規模將超過1200億元，液冷數據中心基礎設施市場規模將達到245億元。如果再加上人工智能和數據要素發展的催化，液冷的市場空間有望被進一步打開。


液冷服務器產業鏈一覽

液冷行業上游主要為產品零部件，包括接頭、CDU、電磁閥、TANK、maniflod等。

中游主要為液冷服務器，也是產業鏈的核心。

液冷服務器存在三條技術路線，即冷板式、浸沒式和噴淋式。

當前冷板式方案成熟度較高，商用基礎較好，已經得到了較多的商業應用案例。

冷板液冷方案：

浸沒式制冷效率更高，最高可使單機柜功率密度提升3倍以上，預計2025年占比超40%，全浸沒式液冷式服務器有望成為未來技術趨勢。

雙向浸沒式液冷方案：

此外還包括數據中心的集成運維設施、產品及部件，從冷板部件到機柜，再到數據中心液冷集成模塊。

下游行業主要包括互聯網、金融、電信、政府、交通和能源等信息化程度相對較高的行業，涵蓋智慧計算、電子政務、企業信息化、關鍵應用以及民生等相關領域，包括三大電信運營商，以及騰訊、阿里巴巴等互聯網大型企業。

芯片級液冷：散熱重要趨勢

散熱設備越來越貼近芯片等核心發熱源是重要趨勢。

未來散熱預計將從房間級、機柜級、服務器級向芯片級演進，通過散熱部件與芯片表面直接接觸實現更好的芯片散熱。

AIGC發展有望對算力帶來爆發式的增長需求，算力提升的背后，芯片必須具備更高計算效率，在更短時間內完成更多運算，因而必然伴隨芯片能耗的加大，進而帶來更高的芯片散熱需求，有望帶來芯片級液冷需求爆發。

ODCC《冷板式液冷服務器可靠性白皮書》信息，2022年Intel第四代服務器處理器單CPU功耗已突破350瓦，英偉達單GPU芯片功耗突破700瓦，AI集群算力密度普遍達到50kW/柜。

在政策和需求帶動，以及以人工智能為代表的新興行業快速推動下，液冷服務器以及芯片級液冷行業在有望快速成為高成長性賽道，行業具有廣闊的市場空間。