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《通信·行业专题：液冷温控智算中心的重要保障-240729（46页）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信·行业专题：液冷温控智算中心的重要保障-240729（46页）.pdf（46页珍藏版）》请在本站上搜索。 1、请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容2024年年7月月29日日【国信通信国信通信行业专题行业专题】液冷温控液冷温控智算中心的重要保障智算中心的重要保障行业研究行业研究 行业专题行业专题通信通信投资评级：优于大市投资评级：优于大市证券研究报告证券研究报告|证券分析师：马成龙S0980518100002请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容液冷温控：智算中心的稳定器01液冷驱动温控价值提升，国内市场空间近百亿02温控厂商受益趋势明确，电子散热加速国产替代03目录目录投资建议028X8XaYbZ8X8XcWdX8ObP6MpNmMsQtPeRoOrOeRtQnN6MmMwPxNqNzQ2、uOnOtP请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容投资摘要投资摘要u AI时代数据中心热密度加速提升，液冷应用成为刚需。时代数据中心热密度加速提升，液冷应用成为刚需。智算中心需要在稳定温度环境中运行，温控技术必不可少。AI时代，算力芯片功率持续提升，设备功率密度触及传统风冷降温方式极限，液冷技术应用大势所趋。当前阶段，液冷应用主要采用冷板式技术；浸没式方案是长期发展方向。同时，国内PUE考核趋严，运营商液冷白皮书规划有望进一步加速国内液冷应用。u 液冷的通用架构可分为机房侧（包括一次侧设备和二次侧设备）以及液冷的通用架构可分为机房侧（包括一次侧设备和二次侧设备）以及ICT设备侧（如冷板模3、组等）：设备侧（如冷板模组等）：机房侧：机房侧：二次侧设备包括Manifold、CDU、管路、动环系统等，一次侧设备主要包括室外冷水机组。目前冷板式液冷的单位价值量约在5000-6000元/kw，基于此我们预计国内液冷渗透率2024年进入加速期，对应2025年机房温控市场规模有望达140亿；ICT设备侧：设备侧：服务器液冷均热板已开始加速使用，与核心芯片（如GPU）为1:1对应关系，单位价值量约1000-2000元，2025年国内市场为30-60亿元。u 温控厂商受益趋势明确，电子散热加速国产替代：温控厂商受益趋势明确，电子散热加速国产替代：产业链竞争格局：产业链竞争格局：目前液冷仍处于产业发4、展初期阶段，服务器厂商、温控厂商、零配件公司、互联网大厂都参与其中，互相渗透，体现出竞争格局混乱的特征。但长期来看，解耦交付是大趋势。温控厂商依靠专业化的能力，产业链地位会逐步提高。其中，国产温控公司有望依靠定制化能力、服务响应、后期运维等优势逐步提高市占率。电子散热竞争格局：电子散热竞争格局：随着液冷技术不断成熟，本土公司对于部分零配件的生产能力逐步增强，有望由外采改为自己设计制造模式，从而逐步参与到电子散热市场中。同时，原先其它消费电子领域的公司，通过跨界，也参与到竞争中，在国产替代背景下，份额提升。u 投资建议：投资建议：随着芯片功率提升、单机柜密度提升，液冷成为AIDC时代的必选散热技5、术。我们认为在长期解耦交付发展趋势下，具备系统级理解能力的专业温控厂商有望更为受益行业发展趋势，同时部分与芯片方案具有绑定关系的厂商竞争优势更为明显，重点推荐英维克，推荐重点推荐英维克，推荐关注申菱环境等。关注申菱环境等。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容重点公司盈利预测及估值重点公司盈利预测及估值表 1：重点公司盈利预测及估值（截至7月25日）产业链产业链代码代码简称简称投资评级投资评级归母净利润（百万元）归母净利润（百万元）EPS（元）（元）PEPB收盘价收盘价总市值总市值20232024E2025E20232024E2025E20232024E2025E（7月月25日）日）（亿6、元）（亿元）温控设备002837.SZ英维克优于大市3445357030.610.720.9536.8 31.1 23.6 622.42166301018.SZ申菱环境优于大市1052853630.391.071.3752.6 19.2 15.0 2.220.5155资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理和预测；申菱环境采用Wind一致预期请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容一、液冷温控：智算中心的稳定器一、液冷温控：智算中心的稳定器请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容液冷温控液冷温控智算中心的稳定器智算中心的稳定器u 温控温控对于保障高密度算力中心正常稳定运转有重要的意义7、。对于保障高密度算力中心正常稳定运转有重要的意义。大多数服务器和网络设备的工作温度范围在5摄氏度至35摄氏度之间。为了确保设备的最佳运行状态和延长使用寿命，国际标准建议IDC机房的温度应控制在22摄氏度至24摄氏度之间。如果温度过高，设备容易过热导致损坏；如果温度过低，设备易产生冷凝水，导致短路和损坏。u 智算中心（智算中心（AIDC）中，液冷不可或缺。）中，液冷不可或缺。随着智算中心所采用芯片功耗的提升、单机柜功率密度的快速增长，传统风冷逐渐触及温控性能极限，液冷温控成为算力中心温控的必备技术。图图 2：CPU/GPU TDP变化趋势变化趋势资料来源：维谛技术官网，国信证券经济研究所整理图图8、 1：智算中心运行环境：智算中心运行环境资料来源：英维克官网，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容u 温控底层技术主要分为：风冷、冷冻水（间接蒸发冷）、液冷、相变材料、电子散热技术（导热材料散热、热管散热、均热板等）。u 数据中心存量场景中以风冷为主，液冷技术的使用比例正不断提升数据中心存量场景中以风冷为主，液冷技术的使用比例正不断提升温控技术的原理与路径温控技术的原理与路径表表 2：主要温控方式及使用场景对比：主要温控方式及使用场景对比冷却方式冷却方式使用场景使用场景举例举例渗透率渗透率优点优点缺点缺点风冷风冷数据中心数据中心运营商、第三方运营商、第三方IDC、9、政企等中小、政企等中小型型IDC存量存量70%以上，新增占比下降以上，新增占比下降相对节省场地，形态多样（列间、行间等）、提高空相对节省场地，形态多样（列间、行间等）、提高空间利用率、经济效应相对好间利用率、经济效应相对好能耗相对较高，低能耗相对较高，低PUE下发展受到一定限下发展受到一定限制（一般制（一般PUE 1.2以下用传统的风冷比较以下用传统的风冷比较难实现）难实现）动力电池奇瑞、江淮、北汽存量多以风冷为主1）适用于所有类型电池，构造简单成本低；2）安全性能相对好，不用担心液体泄露等大功率电池上使用发展受限，空气出口/出口温差较大，降温效果无法保障储能电池100MWh以下风冷为主存量910、0%以上，新增高容量电池占比下降间接蒸发冷间接蒸发冷数据中心数据中心腾讯腾讯IDC、部分新增大型、部分新增大型IDC对于对于PUE要求在要求在1.3以下的超大型数以下的超大型数据中心渗透率持续提升据中心渗透率持续提升1）相对风冷能够有效降低）相对风冷能够有效降低PUE水平；水平；2）相对于液冷）相对于液冷在成本端节省；在成本端节省；3）“三合一三合一”省去组装等步骤省去组装等步骤1）占地面积较大；）占地面积较大；2）需要消耗水资源；）需要消耗水资源；3）相对于液冷降温效果有限。）相对于液冷降温效果有限。液冷液冷数据中心数据中心阿里云、中科曙光超算数据中心等阿里云、中科曙光超算数据中心等 渗透率11、较低，除部分超算外较少采用渗透率较低，除部分超算外较少采用目前目前降温效果好，对于高密度场景（降温效果好，对于高密度场景（eg功率密度功率密度15KW）有明显优势有明显优势成本较高，浸没式液冷可放置服务器数量成本较高，浸没式液冷可放置服务器数量大大减小大大减小动力电池众泰、帝豪、比亚迪、蔚来、东风御风、宇通公交逐渐成为主流趋势与电池壁接触面之间换热系数高；冷却、加热速度快；体积较小；散热效果好存在漏液的可能；重量相对较大；维修和保养复杂；需要水套、换热器等部件，结构相对复杂储能电池新增中高功率储能以液冷为主相变冷（直冷）工业为主（未来可能用于动力电池）如农业、科研等目前主要以工业的一些场景为主12、1）空间需求小；2）换热速率大；3）允许电池在大功率条件下运行避免电池过早退化（是未来动力电池发展的重要技术路径之一）1）在新能源领域缺乏应用案例；2）缺乏热机械性于散热性能定量描述数据来源：中国热管理网、施耐德、IDC、CDCC、公司公告，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容u 风冷式冷水机组主要是利用制冷剂气体的循环达到冷却效果：风冷式冷水机组主要是利用制冷剂气体的循环达到冷却效果：1）压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体后压缩成高温高压气体送入冷凝器；2）高压高温气体经泠凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压液体；3）常温高压液体流入热力膨胀阀经节流形成低温低13、压湿蒸汽，后再经过冷却后回到压缩机形成循环。优点：优点：体积相对较小，免去冷却塔等安装设施；缺点：缺点：制冷效果相对有限，易受到环境温度影响；主要应用场景：主要应用场景：数据中心、新能源、工厂、服务器等。核心数据中心温控技术一：传统风冷核心数据中心温控技术一：传统风冷表表 3：风冷式冷水机组核心部件及工作原理：风冷式冷水机组核心部件及工作原理部件名称原理压缩机将经过蒸发器后吸收了热能的制冷剂气体压缩成高压气体，然后送到室外机的冷凝器冷凝器将高温高压气体的热能通过风扇向周围空气中释放，使高温高压的气体制冷剂重新凝结成液体，然后送到膨胀阀膨胀阀使中温高压的液体制冷剂通过其节流成为低温低压的湿蒸汽，14、然后制冷剂在蒸发器中吸收热量达到制冷效果风机通过风机将热能向周围空气中释放（通常精密空调制冷量越大所需风机数量越大）资料来源：瀚信德官网，国信证券经济研究所整理图图 3：风冷式冷水机组工作原理风冷式冷水机组工作原理资料来源：瀚信德官网，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图图 4：间接蒸发冷产品示意图（左：干模式，右：湿模式）间接蒸发冷产品示意图（左：干模式，右：湿模式）资料来源：华为数字能源白皮书，国信证券经济研究所整理u 水冷冷水机工作原理：水冷冷水机工作原理：主要利用液体的循环&交换降温：利用壳管蒸发器使水与冷媒进行热交换，冷媒系统在吸收水中的热负荷，使水降15、温产生冷水后，通过制冷压缩机的作用将热量带至壳管式冷凝器，由冷媒与水进行热交换，使水吸收热量后通过水管将热量带出外部的冷却塔散失(水冷却)）。优点：优点：能耗方面相对风冷更节能、受季节影响小全年降温效果更好；缺点：缺点：前期设备投入较大、消耗水资源、后期维护成本高；主要用用场景：主要用用场景：工厂、互联网IDC、输配电升压站等。u 水冷与液冷差异：数据中心水冷一般指间接蒸发冷，实质是一种高端风冷，对机房内仍采用送风形式降温。水冷与液冷差异：数据中心水冷一般指间接蒸发冷，实质是一种高端风冷，对机房内仍采用送风形式降温。核心数据中心温控技术二：间接蒸发冷核心数据中心温控技术二：间接蒸发冷通过水的蒸16、发相变吸热制冷，对室内设备通过送风制冷请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图图 5：液冷方式分类液冷方式分类资料来源：IDC中国液冷数据中心发展白皮书，国信证券经济研究所整理u 液冷主要原理为用液体替代空气作为冷媒，为发热器件换热。液冷主要原理为用液体替代空气作为冷媒，为发热器件换热。相比风冷，液冷的主要原理是用液体替代空气作为冷媒，为 CPU、芯片组、内存条以及扩展卡等发热器件进行换热，带走热量。在节能、成本、节地、芯片可靠性、机房环境等多维度，液冷相比风冷均具备优势。u 液冷主要可分为冷板式、浸没式、喷淋式三大类。液冷主要可分为冷板式、浸没式、喷淋式三大类。按照接触方式，液冷主要可17、分为冷板式、浸没、喷淋式三大类。其中，按照是否相变，冷板式液冷可分为单相冷板式液冷、两相冷板式液冷，浸没式液冷可分为单相浸没式液冷、相变浸没式液冷。核心数据中心温控技术三：液冷核心数据中心温控技术三：液冷表表 4：液冷技术对比：液冷技术对比液冷方案液冷方案非接触式液冷非接触式液冷接触式液冷接触式液冷冷板式冷板式浸没式液冷浸没式液冷喷淋式喷淋式相变浸没式相变浸没式单相浸没式单相浸没式投资成本投资成本初始投资中等，运维成本低初始投资及运维成本高初始投资及运维成本高结构改造及液体消耗成本大，液冷系统初始投资成本低PUE1.1-1.21.051.091.1可维护性可维护性较简单复杂复杂供应商供应商华为18、、浪潮、曙光、联想、超聚变等主流供应商仅曙光阿里巴巴、H3C、绿色云图、云酷智能、曙光数创仅广东合一应用案例应用案例多超算领域较多较多数据中心场景无批量使用分析分析初始投资中等，运维成本低，PUE收益中等，部署方式与风冷相同，从传统模式过渡较平滑初 始 投 资 最 高，PUE收益最高，需使用专用机柜，服务器结构需改造为刀片式初 始 投 资 较 高，PUE收益较高，部分部件不兼容，服务器结构需改造初始投资较高，运维成本高，液体消耗成本高，PUE收益中等，部署方式同浸没式，服务器结构需改造资料来源：中国移动冷板液冷服务器设计白皮书，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容19、图图 6：液冷系统通用架构液冷系统通用架构资料来源：中兴通讯液冷技术白皮书，国信证券经济研究所整理u 液冷系统通用架构可拆解为机房侧和液冷系统通用架构可拆解为机房侧和ICT设备侧两部分，机房侧可进一步分为一次侧和二次侧两部分，浸没式和冷板式液冷在机房侧设备侧两部分，机房侧可进一步分为一次侧和二次侧两部分，浸没式和冷板式液冷在机房侧架构基本相同，差异主要在架构基本相同，差异主要在ICT设备侧：设备侧：一次侧：一次侧：包含冷却塔、一次侧管网、一次侧冷却液（通常为水）。室外侧为外部冷源，通常为室外的冷水机组、冷却塔或干冷器，热量转移主要通过水温的升降实现；二次侧：二次侧：包含CDU、液冷机柜、二次侧20、管网和二次侧冷却液。室内侧包括供液环路和服务器内部流道，主要通过冷却液温度的升降实现热量转移；两个部分通过 CDU中的板式换热器发生间壁式换热；ICT设备侧设备侧：浸没式采用Tank安装制冷工质，ICT设备浸于其中；冷板式主要采用冷板贴于核心热源（CPU、GPU、内存）等上方。u 制冷工质的选择制冷工质的选择：冷板式通常采用乙二醇/丙二醇溶液（基于防冻考虑）或去离子水；浸没式通常采用氟化液、矿物油（如硅油）等。液冷通用架构解析液冷通用架构解析图图 7：一个典型冷板式液冷机房的布局和部件拆解一个典型冷板式液冷机房的布局和部件拆解资料来源：Vertiv官网，国信证券经济研究所整理一次侧（机房外），21、核心设施为外部冷源（如冷却塔）一次侧（机房外），核心设施为外部冷源（如冷却塔）CDU（冷量分配单元）（冷量分配单元）液冷机柜液冷机柜机架顶机架顶Manifold竖向竖向Manifold服务器内部服务器内部快接头快接头二次侧（机房内）二次侧（机房内）冷板冷板请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容u 冷板式和浸没式液冷方式各有优劣：冷板式和浸没式液冷方式各有优劣：冷板式：冷板式：优点在于设备改造幅度较小，兼容度、初始投资/改造成本较低，推广更为容易；缺点在于散热效率低于浸没式液冷，150KW以上机柜散热存在压力；浸没式：浸没式：优点在于散热效率最高；缺点在于制冷工质成本高，且常用的制冷工质氟22、化液具有致癌/激素紊乱等毒性问题，同时改造和初始投资成本大，对机房基础设施有更高要求。u 目前液冷方式以冷板式为主。目前液冷方式以冷板式为主。冷板式液冷对于数据中心的改造难度较低，所需成本也较为可控，目前冷板式液冷的市场应用相对更加普及。根据IDC报告，按照服务器出货量口径统计，2023H1我国冷板式液冷服务器比例达到90%左右，浸没式液冷渗透率仅为10%。技术路线：冷板式应用占多数，浸没式方案亟待制冷工质革新技术路线：冷板式应用占多数，浸没式方案亟待制冷工质革新图图 8：2023全年冷板式和浸没式液冷服务器比例全年冷板式和浸没式液冷服务器比例(出货量出货量)资料来源：IDC中国半年度液冷服务23、器市场（2023全年）跟踪，国信证券经济研究所整理表表5：不同液冷技术路线对比：不同液冷技术路线对比 冷板式浸没式喷淋式接触方式间接接触直接接触直接接触成本较低较高一般可维护性优秀较差一般空间利用率较高中等最高兼容性未与主板及芯片模块直接接触，材料兼容性强直接接触，材料兼容性弱直接接触，材料兼容性弱冷却效果较好优秀优秀安装便捷程度不改变服务器主板原有形态，保留现有服务器主板，安装便捷改变服务器原有结构，需要重新安装不改变服务器主板原有形态，安装便捷可循环采用双路换装循环，对冷冻液实现二次利用通过室外冷却装置进行循环，采用循环泵，实现资源再利用PUE1.17-1.301.05-1.081.05-24、1.10主流厂家华为、浪潮、曙光数创、英维克、新华三曙光数创、阿里广东合一资料来源：华经产业研究院，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容冷板式冷板式u 冷却液不直接接触电子器件。冷却液不直接接触电子器件。冷板式液冷技术通过冷板将发热元器件的热量间接传递给封闭在循环管路中的冷却液体，通冷却液体将热量带走。这种技术下，工作液体与电子器件不直接接触，而是通过液冷板等高效导热部件将被冷却对象的热量传递到冷却液中。u 特点：冷板式液冷兼容性强、易于维护，但存在节能收益不显著、标准化难度大的问题。特点：冷板式液冷兼容性强、易于维护，但存在节能收益不显著、标准化难度大的问题。作25、为三种主流技术中成熟度最高的方案，冷板式液冷能够有效兼容现有硬件架构、易于开展维护设计，且由于液体和设备不直接接触，可靠性更高。但由于未实现100%液体冷却，因此存在机柜功耗低、液冷占比低时，节能收益不显著问题；且液冷板设计需要考虑现有设备的器件布局，结构设计和实现的难度较大，标准化推进难度大。图9：全液冷服务器节点资料来源：浪潮信息全液冷冷板系统参考设计及验证白皮书，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容单相浸没式单相浸没式图 10：单相浸没式液冷示意图资料来源：GRC，国信证券经济研究所整理u 单相浸没式液冷通常采用不导电冷却液，通过液单相浸没式液冷通常采用不导26、电冷却液，通过液-液热交换器交换热量。液热交换器交换热量。单相浸没式液冷系统中，IT设备所有的发热组件都完全浸没在循环的不导电的冷却液中，设备发出的热量直接传递给冷却液 单相浸没式液冷的冷却液通常具有较高的沸点，冷却液吸热后并不会发生相变,始终维持在液态u 优势：优势：冷却液价格相对更低,部署成本更低；冷却液无相变,无需担心冷却液蒸发溢出或人员吸入的健康风险,更有利于维护。图 11：阿里云磐久一体机Immersion DC1000资料来源：阿里云官网，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容双相浸没式双相浸没式图 12：双相浸没式液冷示意图资料来源：GRC，国信证券经27、济研究所整理图 13：曙光数创相变浸没式液冷配套解决方案C8000资料来源：曙光数创官网，国信证券经济研究所整理u 冷却液冷却液在遇热的情况下由液态转化为气态，随后通过冷凝器恢复为液态在遇热的情况下由液态转化为气态，随后通过冷凝器恢复为液态。冷却液在循环散热过程中经历从液态到气态再回到液态的相变过程 IT设备完全浸没在装有低沸点冷却液的密闭罐体中，热量被冷却液吸收，冷却液吸热后温度升高，由液态相变为气态。蒸汽从液体中升起逃逸至液面上方，在液冷罐体内形成气相区，冷却液蒸汽与水冷冷凝器接触，热量被吸收后凝结成液体再次循环，而冷凝器中被加热的冷却水则通过循环冷却水系统完成排热。u 优势：优势：冷却液28、能够在受热时发生相变成为气态，能够更有效地利用相变潜热进行散热，从而提高散热效率。两相浸没式液冷的冷却液通常采用氟化液。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容喷淋式液冷喷淋式液冷u 喷淋式液冷技术是面向芯片级器件的精准喷淋，在服务器内部部署喷淋模块，通过重力或系统压力直接将冷却液喷洒至发热器件上。喷淋式液冷技术是面向芯片级器件的精准喷淋，在服务器内部部署喷淋模块，通过重力或系统压力直接将冷却液喷洒至发热器件上。u 喷淋液冷具有器件集中度高、散热效率强、高效节能和静音的特点，通过喷嘴释放液冷剂并吸收热量，从而在电子设备周围形成冷却层，适用于高功率密度设备、及要求精密散热的领域。喷淋式冷却具29、备承重占地少、冷却液价格低等优势，且安装简单，可进行定向冷却。但存在设备选材及设备维护的局限性。图 14：喷淋式直接液冷系统示意图资料来源：兰洋科技官网，国信证券经济研究所整理图 15：喷淋式直接液冷机柜示意图资料来源：兰洋科技官网，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图图 16：单机柜功率密度与适宜的散热方式单机柜功率密度与适宜的散热方式资料来源：Vertiv官网，国信证券经济研究所整理u 随着单卡功率的持续提升，随着单卡功率的持续提升，AIDC集群的单机柜功率显著提升。集群的单机柜功率显著提升。H100单卡TDP 700W，对应单服务器设计功率约10kW，以标30、准单机柜4个AI服务器计算，单机柜功率超过40kW；预计B200单卡TDP 将达到1000W，对应单机柜功率有望突破50kW。u 一般认为，风冷散热所适配的单机柜功率在一般认为，风冷散热所适配的单机柜功率在4-40kW左右区间，液冷的最佳单机柜功率适配区间在左右区间，液冷的最佳单机柜功率适配区间在50kw及以上水平。考虑到下一代及以上水平。考虑到下一代Blackwell芯片单机柜功率有望突破芯片单机柜功率有望突破50kW，风冷已达散热极限，采用液冷散热大势所趋。，风冷已达散热极限，采用液冷散热大势所趋。驱动力一：单卡功率提升，驱动力一：单卡功率提升，AIDC机柜风冷已达散热极限机柜风冷已达散热31、极限表表 6：H100/B200服务器与单机柜功率测算服务器与单机柜功率测算项目单位H100B200 服务器功率W1020012600 GPU TDP（x8）W700*81000*8 CPU、内存、NVLink等其他W46004600 存储、管理设备等W183183 交换机等W729729机柜功率（4台服务器）kW41.751.3资料来源：Nvidia官网，国信证券经济研究所整理对应散热方式所适宜的单机柜功率下限（考虑性价比等因素）对应散热方式所适宜的单机柜功率上限可混合使用不同散热技术的单机柜功率区间请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图图 17：英伟达英伟达GB200 NVL72单32、机柜拓扑（上）及单机柜拓扑（上）及576卡全互联双机柜拓扑卡全互联双机柜拓扑资料来源：NVIDIA官网，国信证券经济研究所整理u 海外芯片厂商中，英伟达已先后推出海外芯片厂商中，英伟达已先后推出GH200、GB200等机架式方案，扩大卡间互联规模等机架式方案，扩大卡间互联规模。英伟达通过私有协议NVLink实现卡间互联，在此前GH200方案中，英伟达采用2层fat-tree网络结构实现256张GH200超级芯片互联；GB200架构中，英伟达推出NVL72方案，单机柜集成72个全互联的Blackwell芯片，英伟达也推出双机柜（NVL36）方案，也可通过2层NVLink交换实现最大576个GPU33、的全互联。u 国内芯片厂商也推出相应卡间互联协议。国内芯片厂商也推出相应卡间互联协议。如华为的HCCS（high-speed cache coherence network）、寒武纪的 MLU-LINK、燧原的 GCU-LARE和壁仞的B-LINK等，考虑到产业趋势明确，基于国内卡间互联协议的机架式方案有望加速应用。驱动力二：卡间高速互联规模扩大，单机柜功率密度提升驱动力二：卡间高速互联规模扩大，单机柜功率密度提升图图 18：昇腾昇腾 910 AI处理器互联拓扑图处理器互联拓扑图资料来源：昇腾官网，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图图 19：AIDC的能耗需求34、快速提升的能耗需求快速提升资料来源：semianalysis，国信证券经济研究所整理u 一方面，算力中心电力紧缺已成为初步共识，采用液冷降低一方面，算力中心电力紧缺已成为初步共识，采用液冷降低PUE有望节约整体数据中心电能消耗有望节约整体数据中心电能消耗。目前，一个标准的风冷数据中心中，温控环节的能耗占比达到40%（主要为精密空调消耗）。而算力中心对电力需求正在快速提升，需要降低单位算力能耗。通过液冷替代精密空调有助于降低PUE，实现节约能耗的目的。u 另一方面，国内双碳目标下，推动另一方面，国内双碳目标下，推动PUE考核趋严，有望带动液冷渗透率提升考核趋严，有望带动液冷渗透率提升。从国内市场35、维度，数据中心作为耗能大户，在双碳目标下，政策对其的PUE考核趋严，目前部分地区已降低至1.25以下。若进一步加大考核力度，风冷已无法满足政策PUE要求。驱动力三：液冷驱动力三：液冷PUE优势节约优势节约AIDC能耗，国内关注能耗，国内关注PUE政策考核政策考核注：注：PUE=PUE=（ITIT设备设备+制冷设备制冷设备+供电设备供电设备+照明及其它等设备）照明及其它等设备）/IT/IT设备能耗，即设备能耗，即PUEPUE越接近于越接近于1 1，则数据中心中的能耗将主要来源于，则数据中心中的能耗将主要来源于ITIT设备（服务器、交换机等）。设备（服务器、交换机等）。图图 20：2023年典型数36、据中心的能耗构成年典型数据中心的能耗构成资料来源：服务器浸没式液冷技术研究进展（2023 年 6 月，侯富民、李超恩、吴佳育、蔡伟、邵璟璟），国信证券经济研究所整理图图 21：数据中心不同冷却方式的典型数据中心不同冷却方式的典型PUE资料来源：中兴通讯液冷技术白皮书，数据中心单相提没液冷规模化应用关键技术研笼，国信证券经济研究所整理40%44%13%3%制冷IT设备损耗其他1.51.21.091.050 0 0 1 1 1 1 1 2 传统风冷冷板式液冷单相浸没式液冷双相浸没式液冷请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图图 22：不同冷却市场下数据中心投资成本测算不同冷却市场下数据中心投37、资成本测算资料来源：施耐德电气官网，国信证券经济研究所整理驱动力四：单位成本下降，关注驱动力四：单位成本下降，关注TCOTCO曲线拐点曲线拐点u 机架功率密度越高，液冷约具备经济性。机架功率密度越高，液冷约具备经济性。根据施耐德电气2021年发布的大型数据中心浸没式液冷与风冷投资成本分析，在一个总容量为2兆瓦的数据中心，当机架功率密度为10kW时，采用传统风冷与基于IT机箱的浸没式液冷相比，初始投资大致相等。由于液冷技术的主要优势在于可以高密度紧凑部署，因此，在容量相同的数据中心，按每机架20kW和每机架40kW的方式部署液冷时的投资成本比传统风冷分别节省了10%和14%的投资成本。u 20238、3年8月，在曙光数创“冷平衡”发布会上，曙光数创副总裁张鹏表示现在选择冷板式的液冷初投资已经低于风冷，经过公司内部的建设测算，即便是浸没式液冷系统，运行4.5年也将出现TCO低于风冷系统的拐点。相比风冷，冷板式液冷的节能效率将能够降低25%的用电，相变浸没则是能做到30%以上。图图 23：不同数据中心不同数据中心TCO曲线对比曲线对比资料来源：曙光数创官网，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容二、二、液冷驱动温控价值提升，国内市场空间近百亿液冷驱动温控价值提升，国内市场空间近百亿请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图 24：数据中心支持基础设施成本构成资料39、来源：Dgtl Infra，国信证券经济研究所整理表7：数据中心总开发成本资料来源：Dgtl Infra，国信证券经济研究所整理数据中心：数据中心：温控温控成本占比超成本占比超20%20%,，液冷有望进一步提升，液冷有望进一步提升u 数据中心基础设施建设成本中冷却系统成本占比约数据中心基础设施建设成本中冷却系统成本占比约20%-25%20%-25%。新建数据中心，包括设施运营中使用的必要基础设施和组件，通常可分为四个主要类别：1 1）土地和建筑外壳（）土地和建筑外壳（15%-20%15%-20%）：）：建筑外壳、活动地板；2 2）电气系统（）电气系统（4040-45-45）：备用发电机、电池、40、配电装置（PDU）、不间断电源（UPS）、开关设备/变压器；3 3）HVAC/HVAC/机械机械/冷却系统（冷却系统（20%-25%20%-25%）：）：机房空调（CRAC）、机房空气处理器（CRAH）、风冷式冷水机组、冷冻水储存和管道；4 4）建筑装修（）建筑装修（15%-20%15%-20%）：）：大堂/入口、会见室(MMR)、发货和接收区域。u 对比风冷，液冷的单位造价进一步提升，目前风冷：冷板式液冷：浸没式液冷每对比风冷，液冷的单位造价进一步提升，目前风冷：冷板式液冷：浸没式液冷每kWkW成本的比例关系呈现逐步翻倍，因此液冷有望推动成本的比例关系呈现逐步翻倍，因此液冷有望推动冷却环节的41、投资占比进一步提升。冷却环节的投资占比进一步提升。15%-20%40%-45%20%-25%15%-20%土地和建筑外壳电气系统HVAC/机械/冷却系统建筑装修请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容u 根据此前液冷通用架构可知，一般可将液冷分为机房侧和ICT设备侧两部分，机房侧包括一次侧和二次侧，一次侧是连接冷却塔到一次侧是连接冷却塔到CDU，全液冷机柜的循环水系统，也称为一次管路或室外侧；二次侧是连接，全液冷机柜的循环水系统，也称为一次管路或室外侧；二次侧是连接CDU到全液冷机柜中的液冷元器件的冷却循环水系统，到全液冷机柜中的液冷元器件的冷却循环水系统，也称为二次管路或室内侧。二次侧包42、括也称为二次管路或室内侧。二次侧包括CDU、液冷机柜、列间空调、冷热气流隔离及封闭组件、动环系统。、液冷机柜、列间空调、冷热气流隔离及封闭组件、动环系统。CDU：由于一般CDU功率在200-300kw，对应2000kw需要7个CDU，价值量占比30%左右。液冷机柜：成本包括快速接头、PDU、Manifold等主要组件，总价值量占比16%。其中，PDU采用双路输入，一个机柜中需要两个。Manifold需要360不锈钢焊接，价值量较高。列间空调：补冷热量占总热量的15%-20%，包括内机和外机，价值量占比35%。冷热气流隔离即封闭组件和动环系统总价值量占比5%左右。机房侧零部件价值量拆分机房侧零部43、件价值量拆分图 26：二次侧价值量占比 资料来源：中国移动电信运营商液冷技术白皮书，国信证券经济研究所整理图 25：一次侧二次侧价值量拆分资料来源：中国移动电信运营商液冷技术白皮书，国信证券经济研究所整理75%75%25%25%一次侧二次侧39%21%35%4%1%CDU液冷机柜列间空调冷热气流隔离及封闭组件动环系统请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图图 28：机架机架Manifold示意图示意图资料来源：Vertiv官网，国信证券经济研究所整理图图 27：机架顶机架顶Manifold示意图示意图资料来源：Vertiv官网，国信证券经济研究所整理u Manifold 作为液冷系统的集44、流器，承担将冷却液体引入机架并传递到机架外侧的关键任务，直接影响整个液冷系统的热管理，确保冷却液体顺畅流动，高效吸收和带走系统中产生的热量。u Manifold从制造上，一般采用316不锈钢，并使用无缝焊接工艺，因此在液冷机柜中价值量较高。机房侧核心部件：机房侧核心部件：Manifold请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图图 30：平台式平台式CDU示意图示意图资料来源：Vertiv官网，国信证券经济研究所整理图图 29：列间列间CDU示意图示意图资料来源：Vertiv官网，国信证券经济研究所整理u CDU指的是冷量分配单元指的是冷量分配单元，是液冷系统的一个关键组件，主要作用是隔离45、一次侧与二次侧回路，并在其内部提供一次侧与二次侧的热交换能力，分发和调节冷却液以有效地冷却计算设备或其他热源。u 根据功率不同和放置位置差异，根据功率不同和放置位置差异，CDU可分为机架内可分为机架内CDU、列间、列间CDU和平台式和平台式CDU。一般机架内、列间CDU对应功率散热功率在30-40kW；主流的平台式CDU散热功率可达200-300kW。u CDU内核心器件为水泵与换热板；同时内核心器件为水泵与换热板；同时CDU直接承担冷量分配的任务，其直接承担冷量分配的任务，其IT系统需具备对高功率机柜的及时响应能力，软件调度策系统需具备对高功率机柜的及时响应能力，软件调度策略成为核心壁垒之一46、。略成为核心壁垒之一。机房侧核心部件：机房侧核心部件：CDU水泵换热板请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容u 据测算，据测算，到2025年，机房温控市场合计142亿元，风冷液冷各站一半，以下是核心假设：（1 1）渗透率假设：）渗透率假设：2025年通用服务器液冷渗透率15%；AI服务器液冷渗透率50%；（2 2）功耗假设：）功耗假设：假设通用服务器单芯片平均功耗提升至250W；AI服务器单芯片功耗提升至500W（参考-昇腾910 TDP约400W）（3 3）单价假设：）单价假设：假设2025年风冷、冷板式、浸没式单位成本分别为2430、4000、8000元/kW。（4 4）冗余：）冗余47、：服务器总功耗芯片占比为80%、液冷一般配备15%风冷冗余机房温控空间机房温控空间：国内液冷市场有望达：国内液冷市场有望达百百亿元亿元表表8：机房温控市场测算：机房温控市场测算2019Y2020Y2021Y2022Y2023E2024E2025E通用服务器（万台）309.5345.2366.9364.4360.0380.0400.0平均CPU数量（片/台）2.02.02.02.02.02.02.0平均功耗（w）150150170185200230250服务器总功耗（kw）928416103545912475191348294144000017480002000000风冷占比100%100%1048、0%99%97%90%85%风冷单价（元/w）5000500045004000350027002430风冷市场规模（亿元）46.451.856.153.448.942.541.3冷板式液冷占比0%0%0%1%3%10%14%冷板式液冷单价（元/w）8000550050004000浸没式液冷占比0%0%1%1%浸没式液冷单价（元/kw）150001100090008000液冷市场规模（亿元）1.12.59.112.6加速计算服务器（万台）7.914.623.128.5303545平均GPU数量（片/台）4446668平均功耗（w）350350350375380400600服务器总功耗（kw）1349、324924520938879476866382080010080002592000风冷占比100%100%100%90%85%75%50%风冷单价（元/w）5000500045004000350027002430风冷市场规模（亿元）6.712.317.527.724.420.431.5冷板式液冷占比0%0%0%9%14%23%45%冷板式液冷单价（元/w）8000550050004000浸没式液冷占比1%2%3%5%浸没式液冷单价（元/kw）150001100090008000液冷市场规模（亿元）6.77.413.657.0风冷市场合计（亿元）53.1 64.0 73.6 81.1 73.350、 62.9 72.8 液冷市场合计（亿元）7.8 9.9 22.7 69.6 资料来源：国信证券经济研究所测算请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图图 32：冷板针翅（左）与微通道（右）冷板针翅（左）与微通道（右）资料来源：defrez官网，国信证券经济研究所整理图图 31：传统风冷通用服务器（左）和冷板式液冷传统风冷通用服务器（左）和冷板式液冷AI服务器（右）服务器（右）资料来源：Vertiv官网，国信证券经济研究所整理u 冷板是冷板式液冷冷板是冷板式液冷ICT设备侧的核心部件。设备侧的核心部件。冷板即以工艺冷媒为媒介，实现热量交换的紧凑型换热部件，与设备配套管路、QDC、CDU、R51、CM、LCM等形成二次侧冷却环路，并最终将处理器热量传递至室外，常用材料为紫铜、铝等。u 冷板设计需要考虑的关键指标冷板设计需要考虑的关键指标包括冷板内部流道、内部流速、额定流量、冷板热阻以及冷板流阻。u 目前目前冷板冷板单板价值量单板价值量1000-2000元，和元，和GPU/CPU数量一一对应，根据上页逻辑测算，数量一一对应，根据上页逻辑测算，2025年市场规模为年市场规模为30-60亿元。亿元。服务器侧核心部件：冷板（电子散热）服务器侧核心部件：冷板（电子散热）表表 9：冷板设计核心指标：冷板设计核心指标关键设计项关键设计项设计参数描述设计参数描述说明说明冷板内部流道小功率器件冷板可直接52、采用机加工流道、金属管嵌管等方案大功率器件（一般为100W）冷板一般采用铲齿工铲齿工艺艺，齿厚一般为 0.1 1.0mm，齿间隙一 般为210倍过滤精度。例如，二次侧过滤为 50m，齿间隙一般为 0.1 0.5mm散热模块为接液材料；一 体式冷板不区分散热模块 和固定模块 冷板内部流速冷板内部流道内、管路内部流速1.5m/s可以根据该流速计算出不 同管径下的最大流量额定流量满足芯片散热要求基础上，流量越小越有优势冷板所需流量小，单台 CDU 能承担的节点更多，更节能冷板热阻冷板热阻是芯片表面温度与二次侧供液温度差值 后，与芯片功耗的比值。冷板流阻冷板流阻是冷板流体流动时前后压差值。资料来源：T53、rendForce，Semianalysis，国信证券经济研究所整理和测算请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容三、温控厂商受益趋势明确三、温控厂商受益趋势明确，电子散热加速国产替代，电子散热加速国产替代请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容AIDCAIDC液冷产业链全景液冷产业链全景上游：液冷零部件中游：服务器、芯片、温控厂商下游：运营商、互联网、IDC服务商核核心心部部件件快速接头快速接头 英维克CDUCDU 中航光电ManifoldManifold 奇鋐科技冷板冷板其其他他部部件件电磁阀电磁阀 三花智控 SMC冷却液冷却液 巨化股份 3M服务器厂商服务器厂商 浪潮信息 曙光数54、创 华为芯片厂商芯片厂商 Intel机房温控机房温控 Vertiv 英维克 申菱环境 高澜股份运营商运营商中国电信中国移动中国联通互联网公司互联网公司百度阿里巴巴腾讯字节IDCIDC服务商服务商网宿科技润泽科技请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容产业链竞争格局：产业初期行业标准未定，交付模式多样产业链竞争格局：产业初期行业标准未定，交付模式多样u 由于液冷技术处于初期，产业标准未定，当前行业有多重交付模式：（1）以华为为代表的算力解决方案商做整包，液冷部分自己设计，找第三方温控公司整体采购或部分采购（2）以阿里为代表的互联网大厂，采购液冷服务器，服务器厂商集液冷设备一起交付（3）运营商55、分别招标液冷设备和服务器等，后续做整体集成。产业链上下游互相渗透，体现出竞争格局混乱的特征。产业链上下游互相渗透，体现出竞争格局混乱的特征。图图 33：液冷数据中心业务落地流程示意图液冷数据中心业务落地流程示意图资料来源：科智咨询中国液冷数据中心市场，国信证券经济研究所整理表表1010：华为：华为FusionServerFusionServer Pro Pro冷板全液冷系统冷板全液冷系统说明及责任方说明及责任方名称名称说明说明交付责任交付责任冷却塔用于将液体回路的热量散到室外大气中的设备，一般放置室外机房建设方冷水机组用于对冷却水进行冷却机房建设方CDU用于液冷电子设备间的冷却液体流量分配，提56、供二次侧流量分配、压力控制、物理隔离、防凝露等功能华为/合作商全液冷机柜提供冷却液体进出，针对电子设备进行冷却的设备华为制冷空调为IT机柜进行散热的设备，华为全液冷机柜热量由水带走，因此可以取消绝大部分为IT设备散热配置的专用的制冷空调。不涉及一次侧连接冷却塔到CDU，全液冷机柜的循环水系统机房建设方二次侧连接CDU到全液冷机柜中的液冷元器件的冷却循环水系统机房建设方/华为资料来源：华为官网，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容产业链格局：温控、服务器及互联网厂商相继布局产业链格局：温控、服务器及互联网厂商相继布局表表11：中游参与厂商对比：中游参与厂商对比厂商类57、别厂商类别名称名称产品布局产品布局温控厂商英维克Coolinside全链条冷板式液冷解决方案申菱环境天枢液冷温控系统高澜股份冷板式和浸没式液冷服务器热管理解决方案服务器厂商曙光数创冷板式液冷C7000系列华为FusionServer Pro冷板全液冷系统浪潮信息通用服务器NF5280M6、高密度服务器i24LM6联想海神温水水冷系统互联网阿里行业首款单相浸没液冷解决方案京东天枢冷板式液冷整机柜服务器百度天蝎 5.0 浸没式液冷机柜技术资料来源：各公司公告，国信证券经济研究所整理u 因此在国内市场中，服务器、互联网厂商、温控设备商以及零配件公司均有参与，竞争格局较为复杂。因此在国内市场中，服务器58、、互联网厂商、温控设备商以及零配件公司均有参与，竞争格局较为复杂。各自环节有各自的优势：温控设备厂商：深耕温控技术应用场景，对技术原理理解深厚，为客户提供定制化全链条解决方案及关键部件的设计制造，能够从系统角度出发提供整体解决方案。服务器厂商：贴近客户，可利用客户关系向上集成。互联网大厂：如阿里、华为，自身是客户或EPC，产业链位置领先，对具体应用场景需求更明确零配件公司：以某几类难度较高的配件进入到产业链中，逐步完善整体解决方案。u 长期来看，随着行业逐步标准化，解耦交付是大趋势。温控厂商依靠专业化的能力，产业链地位会逐步提高。长期来看，随着行业逐步标准化，解耦交付是大趋势。温控厂商依靠专业59、化的能力，产业链地位会逐步提高。表表12：主要厂商液冷技术：主要厂商液冷技术厂商厂商液冷技术液冷技术服务器形态服务器形态一体化交付一体化交付解耦交付解耦交付超聚变冷板式机架整机柜/单节点盲插快接华为冷板式机架整机柜盲插快接浪潮冷板式机架整机柜/单节点盲插/软管快接曙光冷板式机架/刀片整机柜软管快接H3C冷板式机架整机柜/单节点软管快接资料来源：中国移动电信运营商液冷技术白皮书，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容解耦交付大势所趋，标准化有助于行业成长解耦交付大势所趋，标准化有助于行业成长u 当前液冷交付模式包括一体化交付与解耦交付两种。当前液冷交付模式包括一体化交60、付与解耦交付两种。解耦交付是液冷机柜与液冷服务器之间遵循用户统一制定的接口设计规范，机柜与服务器解耦，可由不同厂商交付。一体化交付是液冷整机柜（包括机柜和服务器）由厂商自定标准进行集成设计开发，整机柜由同一厂商一体化交付u 服务器与机柜解耦有利于促进行业标准形成，让更多厂商参与其中。服务器与机柜解耦有利于促进行业标准形成，让更多厂商参与其中。一体化交付存在非原厂商机柜与服务器不适配、机房管理中各厂家难能以对接等问题。解耦交付可形成统一标准规范，便于后续机房的灵活部署，有助于温控厂商与服务器厂商协调合作，给客户更大的自由度选择不同服务器和机柜组合，而不受限于某一供应商。解耦交付能够实现机柜与服务61、器分别采购，从而促进行业竞争，降低下游采购成本。但目前技术尚不成熟，在运维管理中存在责任不清等问题。表表13：冷板式液冷交付方案对比：冷板式液冷交付方案对比交付模式分析交付模式分析解耦交付解耦交付一体化交付一体化交付服务器厂商职责范围根据液冷服务器设备，还需明确液冷服务器进回水的温度、压力、水质、监控范围的要求，液冷基础设施连接头的要求、配电要求提供液冷整柜及二次侧管理的整体设计解决方案服务器多厂家单厂家整体适配性根据既定接口标准分别生产机柜与服务器，测试阶段进行适配原厂机柜和原厂服务器适配性较好，无法与非原厂设备匹配整体机房管理可形成统一标准及规范，后续易管理各厂家标准不同，不容易对接安装部62、署批量生产，规模推广，灵活部署，基础设施和服务器厂家需协调合作，机柜供应商提供机柜级的漏液监测功能与服务器结合部署采购模式机柜与服务器分别采购，促进竞争，有利于降低价格统一采购，受厂家限制较多运维管理机柜与服务器分别交付，需明确责任界面，需明确责任主体。各机柜及服务器配置统一，运维方式相同，易于统一管理同厂家整机柜交付，责任界面明晰；不同厂家运维方式，接口、数据类型不同，需分开运维产业成熟度当前尚不成熟当前较成熟服务器/整机柜交付周期盲插快接模式：对现有软管快接厂家，服务器深度定制开发，交付周期约 9 个月软管快接模式：对服务器进行浅度定制开发或无需定制，交付周期约 3 个月主流厂商已有的量产63、产品分析目前不同液冷供应商之间产品的适配和兼容有一定困难，服务器与机柜之间、机柜与不同品牌服务器之间可能存在不适配的风险，需标准引领，服务器与机柜统一接口标准，提前开展对接联调、验证测试等目前液冷技术在产业化和标准化方面还处于发展阶段，液冷服务器和机柜无统一标准，一体交付模式不利于液冷产业标准的技术积累和创新引领资料来源：中国移动电信运营商液冷技术白皮书，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容温控商场竞争格局：系统级综合温控能力是关键温控商场竞争格局：系统级综合温控能力是关键u 液冷系统集成复杂难度成倍提升，考虑到设备温控稳定性，系统级能力要求高。液冷系统集成复杂难64、度成倍提升，考虑到设备温控稳定性，系统级能力要求高。由风冷技术向液冷技术的转化过程中，系统集成复杂难度成倍提升，主要体现在：1）设计难度增大：需要同时融合传热、流体、材料等学科；2）供应商零部件差异明显：各个零部件的供应能力与匹配接口皆有差异，拉长系统开发时间，且无法达到系统最优；3）采购难度加大：供应链需要协调多个供应商同时交付，增加采购负担；4）后期运维难度显著提升：单一供应商不具有故障的系统解决能力。u 因此综合前期设计、后期运维的系统级能力成为液冷时期的壁垒。因此综合前期设计、后期运维的系统级能力成为液冷时期的壁垒。温控的产品优势显现具有后验属性，产业初入者在初期可以实现系统的温控效果65、，但长期的运行稳定依赖材料的选择、CDU冷量分配软件的优化设计、后期运维能力等综合系统及能力。图图 34：液冷数据中心系统复杂度增大液冷数据中心系统复杂度增大 资料来源：NVIDIA官网，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容温控商场竞争格局温控商场竞争格局：绑定芯片方案，具备先发优势：绑定芯片方案，具备先发优势u 由于液冷系统复杂度提升，各环节的沟通协同有望进一步加强由于液冷系统复杂度提升，各环节的沟通协同有望进一步加强。液冷相较于风冷而言，与服务器的匹配度要求进一步提升，无论是冷板式服务器（要求液冷冷板匹配服务器型号）还是浸没式服务器，都需要服务器、液冷厂商、I66、DC企业（业主）共同参与到设计等环节。而当前阶段，绑定加速卡芯片厂商的公司具备显著的先发优势。而当前阶段，绑定加速卡芯片厂商的公司具备显著的先发优势。图图 35：液冷时期各环节配合度有望进一步加强：液冷时期各环节配合度有望进一步加强 资料来源：国信证券经济研究所绘制服务器厂商IDC企业液冷厂商芯片厂商图图 36：英维克为：英维克为Intel冷板液冷设计参考供应商冷板液冷设计参考供应商 资料来源：Intel官网，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图图36：CDU内部核心部件是水泵与换热板内部核心部件是水泵与换热板 资料来源：Vertiv官网，国信证券经济研究所整理67、温控商场竞争格局：温控商场竞争格局：零部件制造环节有一定壁垒：零部件制造环节有一定壁垒u 液冷系统涉及零部件较多，不同零部件设计生产难度不同。液冷系统涉及零部件较多，不同零部件设计生产难度不同。以冷板式液冷为例，系统关键零部件包括冷板、快接头、Manifold、CDU等。制造角度，冷板的制造难点在于针翅、微通道等定制化设计以确定合适的流速、流量、热阻等指标，但本身为机加工件，壁垒较低；快接头难点在于控制漏液问题；Manifold可采用316不锈钢+无缝焊接工艺；CDU核心部件为水泵+换热板，软件控制需具备及时响应高功率机柜等能力。表表14：冷板设计核心指标：冷板设计核心指标 资料来源：中国移动68、电信运营商液冷技术白皮书，国信证券经济研究所整理水泵换热板关键设计项关键设计项设计参数描述设计参数描述说明说明冷板内部流道小功率器件冷板可直接采 用机加工流道、金属管嵌管等方案大功率器件（一般为100W）冷板一般采用铲齿工艺铲齿工艺，齿厚一般为 0.1 1.0mm，齿间隙一 般为210倍过滤精度。例如，二次侧过滤为 50m，齿间隙一般为 0.1 0.5mm散热模块为接液材料；一 体式冷板不区分散热模块 和固定模块 冷板内部流速冷板内部流道内、管路内部流速1.5m/s可以根据该流速计算出不 同管径下的最大流量额定流量满足芯片散热要求基础上，流量越小越有优势冷板所需流量小，单台 CDU 能承担的节69、点更多，更节能冷板热阻冷板热阻是芯片表面温度与二次侧供液温度差值 后，与芯片功耗的比值。冷板流阻冷板流阻是冷板流体流动时前后压差值。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容竞争格局（国内）：国产厂商优势突出竞争格局（国内）：国产厂商优势突出u 第三方机房温控供应厂商中，国产公司市场占有率有望持续提升。第三方机房温控供应厂商中，国产公司市场占有率有望持续提升。传统的精密空调初期主要以海外品牌艾默生等为主（艾默生旗下公司为全球首台数据中心空调研发开拓者），后期国内厂商市占率逐步提升，截至2021年海外厂商仍然占有40%左右占有率。u 国内温控企业在液冷解决方案上更具优势。国内温控企业在液冷解决70、方案上更具优势。数据中心液冷产品大大增加了后期运维的支出和维护成本（定期做腐蚀、密封性、可靠性等检测），相较于国外企业，国产品牌在服务响应效率、产品设计灵活度、运维服务等方面更具有优势，预计国内温控厂商未来有望占据主要地位。同时，我们看好具有端到端服务能力的温控设备品牌厂商。图图 37：数据中心精密空调市场格局：数据中心精密空调市场格局资料来源：产业在线，国信经济研究所整理维谛15%英维克14%华为10%世图兹6%美的6%格力6%依米康6%佳力图6%申菱6%施耐德4%其它21%请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容竞争格局：温控厂商积极布局，英维克优势突出竞争格局：温控厂商积极布局，英维71、克优势突出u 专业温控厂商也有方案落地，呈现多方合作模式。专业温控厂商也有方案落地，呈现多方合作模式。目前，英维克、申菱环境和高澜股份已有液冷项目落地（字节马来西亚项目），是国内专业液冷温控供应商中的领先企业。曙光数创为中科曙光系的温控厂商，主要客户为曙光系超算中心，以浸没式方案为主。u 英维克通过与如英维克通过与如IntelIntel等相关芯片方案形成绑定的形式，目前优势更为突出。等相关芯片方案形成绑定的形式，目前优势更为突出。表表 15：数据中心液冷温控可比公司综合对比数据中心液冷温控可比公司综合对比名称名称 简介简介细分领域细分领域 IDC策略策略 产品技术产品技术23Y机房温控收入机房72、温控收入/亿元亿元客户客户英维克致力于为云计算数据中心、服务器机房、通信网络、电力电网、储能系统、电源转换等领域提供设备散热解决方案，为客车、重卡、冷藏车、地铁等车辆提供相关车用的空调、冷机等产品及服务，并为人居健康空气环境推出系列的空气环境机。数据中心、服务器机房、通信机房、高精度实验室、无线通信基站、储能电站、电动汽车充电桩、公交、通勤、旅运等产品直接或通过系统集成商提供给数据中心业主、IDC运营商、大型互联网公司，可根据项目情况提供模块化数据中心系统、数据中心基础设施等整体方案和集成总包服务风冷、间接蒸发冷、液冷16腾讯、阿里巴巴、秦淮数据、万国数据、数据港、中国移动、中国电信、中国联通73、等申菱环境为数据服务产业环境、工业工艺产研环境、专业特种应用环境、公共建筑室内环境等应用场景提供人工环境调控整体解决方案数据中心、特种环境（核电、机场温控、油气回收等）、新能源（海上风电、储能、电池厂、发电厂等）、工业温控数据中心、特种环境（核电、机场温控、油气回收等）、新能源（海上风电、储能、电池厂、发电厂等）、工业温控提供IDC温控一体化解决方案间接蒸发冷、液冷等9华为、中国移动、曙光、浪潮、百度、世纪互联等高澜股份控股子公司高澜创新科技信息与通信（ICT）热管理产品主要为服务器液冷板、流体连接部件、多种型号和不同换热形式的CDU、多尺寸和不同功率的TANK，换热单元。工业、数据中心、新能74、源汽车、储能等形成冷板液冷数据中心热管理和浸没液冷数据中心热管理的解决方案液冷为主-终端客户如字节跳动等曙光数创以数据中心高效冷却技术为核心的数据中心 基础设施产品供应商，主营浸没相变液冷 数据中心基础设施产品，布局冷板式液冷聚焦数据中心/超算中心等提供浸没式方案为主，布局冷板式液冷为主6.5冷板收入1.90亿元曙光系、润泽科技等数据来源：各公司公告，国信证券经济研究所整理（*上述公司机房温控主要收入为在数据中心机房收入）请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容它山之石：维谛技术前瞻布局，绑定英伟达，纵享产业红利它山之石：维谛技术前瞻布局，绑定英伟达，纵享产业红利VertivVertiv是75、海外温控领军企业，成为英伟达独家合作伙伴，在手订单迅速增长。是海外温控领军企业，成为英伟达独家合作伙伴，在手订单迅速增长。根根据Omdia2020年数据中心热管理报告，基于2018年和2019年的数据，指出Vertiv拥有全球数据中心冷却市场23.5%的份额，比第二名高出10%以上。是海外温控龙头。Vertiv是英伟达独家合作伙伴，基于英伟达芯片的智算中心加速建设背景下，公司订单和业绩也进入高速增长期。截止2024年Q1，公司在手订单63亿美金，同比增长60%。其他：其他：Modine（MOD.N）2005年收购了AIREDALE（原欧洲最大的几家数据中心温控系统供应商之一），2023年收购T76、MGcore的IP和部分资产（浸没式液冷供应商），预计液冷产品（混合冷却系统）在2024Q2开始给客户送样测试，2024年年底进入量产期。图图 38：2019年全球热管理市占率年全球热管理市占率资料来源：Vertiv官方材料，国信证券经济研究所整理32%16%5%48%维谛技术世图兹施耐德电气其他图图 39：Vertiv被指定为英伟达唯一制冷系统合作伙伴被指定为英伟达唯一制冷系统合作伙伴资料来源：Vertiv官方材料，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容零配件竞争格局：市场集中度高，以海外及台资企业为主零配件竞争格局：市场集中度高，以海外及台资企业为主u 电子散热77、等零配件市场集中度高，以海外及台资企业为主。电子散热等零配件市场集中度高，以海外及台资企业为主。全球热管主要生产企业有 Honeywell、Fujkura、双鸿科技、奇鋐科技等，国内厂商以中石科技、飞荣达为代表，英维克逐渐布局电子散热领域。在我国导管市场，台系厂商占据七成以上市场份额。2022年排名前三的企业占全球市场约50%的份额。u 国内厂商有望提高份额。国内厂商有望提高份额。随着液冷技术不断成熟，本土公司对于部分零配件的生产能力逐步增强，有望由外采改为自己设计制造模式，从而逐步参与到电子散热市场中，典型公司如英维克。同时，原先其它消费电子领域的公司，通过跨界，也参与到竞争中，在国产替代背78、景下，份额提升，如飞荣达。总体来看，本土供应商前景可期。图图 40：英维克：英维克Coolinside全链条液冷解决方案全链条液冷解决方案 资料来源：英维克官网，国信证券经济研究所整理表表16：电子散热器件厂商：电子散热器件厂商厂商厂商提供产品提供产品20222022电子散热收入电子散热收入Honeywell Electronic Materials（美国）导热界面材料、热管、均热板及导热复合材料107.27亿美元（高性能材料，包括热管理、工业、生命科学）Fujikura（日本）蒸汽片（扁平散热管），散热片，散热扇，热界面材料13.41亿美元（电子产品，包含转换器、传感器收入）双鸿科技（台湾）79、超薄热管/均热板、显卡散热模组、服务器散热模组4.5亿美元奇鋐科技（台湾）直流风扇、节能风扇、主动式散热器、热管/均热板、远程热交换器（热管式及水冷式、热交换器及压缩机热交换器18.3亿美元中石科技高导热人工合成石墨材料、模切功能组件、热管/均热板、导热界面材料及相变储热材料等14.82亿元飞荣达导热界面器件、石墨片、导热石墨膜、散热模组/风扇/VC均温板/热管及半固态压铸等14.05亿元碳元科技高导热石墨膜、超薄热管和超薄均热板等散热材料0.56亿元英维克3D-TVC、热管散热器、吹胀板、液冷板几千万资料来源：各公司公告，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容四、80、投资建议四、投资建议请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容投资建议投资建议u 随着芯片功率提升、单机柜密度提升，液冷成为随着芯片功率提升、单机柜密度提升，液冷成为AIDC时代的必选散热技术。我们认为在长期解耦交付发展趋势下，具备系统级理解时代的必选散热技术。我们认为在长期解耦交付发展趋势下，具备系统级理解能力的专业温控厂商有望更为受益行业发展趋势，同时部分与芯片方案具有绑定关系的厂商竞争优势更为明显，重点推荐能力的专业温控厂商有望更为受益行业发展趋势，同时部分与芯片方案具有绑定关系的厂商竞争优势更为明显，重点推荐英维克英维克，推荐，推荐关注关注申菱环境申菱环境等。等。表表 17：重点公司81、盈利预测及估值（截至：重点公司盈利预测及估值（截至7月月25日）日）产业链产业链代码代码简称简称投资评级投资评级归母净利润（百万元）归母净利润（百万元）EPS（元）（元）PEPB收盘价收盘价总市值总市值20232024E2025E20232024E2025E20232024E2025E（7月月25日）日）（亿元）（亿元）温控设备002837.SZ英维克优于大市3445357030.610.720.9536.8 31.1 23.6 622.42166301018.SZ申菱环境优于大市1052853630.391.071.3752.6 19.2 15.0 2.220.5155资料来源：Wind，国82、信证券经济研究所整理和预测；申菱环境采用Wind一致预期请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容英维克：国产温控龙头英维克：国产温控龙头u 公司是公司是国内精密节能温控国内精密节能温控龙头龙头企业企业。英维克成立于2005年，主要创始人具有华为及艾默生从业背景，在机房空调工艺和研发上具有较强积淀，形成机房温控、户外机柜温控、新能源及轨交空调几大业务板块，其中机房温控和储能温控2023年分别实现收入16.4/12.2亿元，市场份额靠前；公司新布局电子散热业务，面向液冷应用的算力设备冷板产品已开始批量发货。u 公司核心竞争力：平台化全链条能力，研发实力出众，深受大客户信赖公司核心竞争力：平台化83、全链条能力，研发实力出众，深受大客户信赖：1）平台优势：公司形成平台化研发和布局能力，产品矩阵完善，是业内少有的AI数据中心端到端全链条解决方案供应商，解耦及全链条多种交付模式可充分满足不同客户需求。2）研发优势：公司注重研发投入，针对数据中心、储能等领域均进行了较为领先的研发布局。公司是Intel冷板参考设计厂商，与芯片方案的合作进一步加强竞争壁垒。3）客户及品牌优势：公司数据中心及储能产品已经是国内各类型主流企业的头部供应商，形成较强品牌效应，具有先发优势。u 盈利预测与估值：公司在数据中心和储能温控领域已处于市场领先地位，有望持续受益数据中心液冷渗透率提升以及储能装机规模提升；同时公司新84、布局电子散热板块有望贡献新增长点。基于此，维持此前盈利预测，我们预计2024-2026年公司收入分别为46.5/61.4/77.5亿元，归母净利润分别为5.4/7.0/8.9亿元，维持“优于大市”评级。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容申菱环境：数据中心温控优质供应商申菱环境：数据中心温控优质供应商u 公司是公司是国内精密节能温控领先企业国内精密节能温控领先企业。公司成立于2000年，定位于“数字能源综合环境解决方案提供商”（即提供“温控节能设备+能源综合管理”综合解决方案），一方面利用长期在工业等领域积淀形成的温控节能设备制造能力，提供温控设备的制造销售；一方面致力于运用综合能源管85、理的设计能力，结合物联网、云平台等技术，提供低碳的综合能源管理解决方案。2023年公司数据中心温控业务占比三分之一左右。u 公司打造核心技术制造能力，以及低碳服务能力等多元一体的综合优势公司打造核心技术制造能力，以及低碳服务能力等多元一体的综合优势。公司核心技术能力积累于特种环境场景，形成了超效、环保、智能控制、极端环境保障、防爆防腐、抗震抗冲击六大核心技术体系（全部基于自主研发）。同时，公司历史上参与多项国家标准及行业标准制定，在水电、轨道交通、信息通信、核电领域的技术达到国际领先或国际先进水平；产品设计上，重点推行大型风冷、液冷以及低碳解决方案，液冷产品成功实现多年商用化应用；公司客群种类86、丰富，涉及ICT、电力等多类别，并通过“联合开发”的商业模式，保持了跟大客户较好的粘性及服务质量；公司以自有工程基地为试点打造低碳工程，实现产线全自主可控，为制造工艺加持。u 公司生产能力深受大客户信赖。公司依靠自有产能服务了众多优质客户，包括数据中心领域的华为、腾讯、字节等，深受客户信赖。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容风险提示风险提示u AI发展及投资不及预期u 行业竞争加剧u 全球地缘政治风险u 新技术发展引起产业链变迁请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容免责声明免责声明分析师承诺分析师承诺作者保证报告所采用的数据均来自合规渠道；分析逻辑基于作者的职业理解，通过合理判87、断并得出结论，力求独立、客观、公正，结论不受任何第三方的授意或影响；作者在过去、现在或未来未就其研究报告所提供的具体建议或所表述的意见直接或间接收取任何报酬，特此声明。重要声明重要声明本报告由国信证券股份有限公司（已具备中国证监会许可的证券投资咨询业务资格）制作；报告版权归国信证券股份有限公司（以下简称“我公司”）所有。，本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。未经书面许可，任何机构和个人不得以任何形式使用、复制或传播。任何有关本报告的摘要或节选都不代表本报告正式完整的观点，一切须以我公司向客户发布的本报告完整版本为准。本报告基于已公开的资料或信息撰写，但我公司不保证该资料及信息的完整性、准88、确性。本报告所载的信息、资料、建议及推测仅反映我公司于本报告公开发布当日的判断，在不同时期，我公司可能撰写并发布与本报告所载资料、建议及推测不一致的报告。我公司不保证本报告所含信息及资料处于最新状态；我公司可能随时补充、更新和修订有关信息及资料，投资者应当自行关注相关更新和修订内容。我公司或关联机构可能会持有本报告中所提到的公司所发行的证券并进行交易，还可能为这些公司提供或争取提供投资银行、财务顾问或金融产品等相关服务。本公司的资产管理部门、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中意见或建议不一致的投资决策。本报告仅供参考之用，不构成出售或购买证券或其他投资标的要约或邀请。在任何情况89、下，本报告中的信息和意见均不构成对任何个人的投资建议。任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效。投资者应结合自己的投资目标和财务状况自行判断是否采用本报告所载内容和信息并自行承担风险，我公司及雇员对投资者使用本报告及其内容而造成的一切后果不承担任何法律责任。证券投资咨询业务的说明证券投资咨询业务的说明本公司具备中国证监会核准的证券投资咨询业务资格。证券投资咨询，是指从事证券投资咨询业务的机构及其投资咨询人员以下列形式为证券投资人或者客户提供证券投资分析、预测或者建议等直接或者间接有偿咨询服务的活动：接受投资人或者客户委托，提供证券投资咨询服务；举办有关证券投资咨询90、的讲座、报告会、分析会等；在报刊上发表证券投资咨询的文章、评论、报告，以及通过电台、电视台等公众传播媒体提供证券投资咨询服务；通过电话、传真、电脑网络等电信设备系统，提供证券投资咨询服务；中国证监会认定的其他形式。发布证券研究报告是证券投资咨询业务的一种基本形式，指证券公司、证券投资咨询机构对证券及证券相关产品的价值、市场走势或者相关影响因素进行分析，形成证券估值、投资评级等投资分析意见，制作证券研究报告，并向客户发布的行为。国信证券投资评级国信证券投资评级投资评级标准投资评级标准类别类别级别级别说明说明报告中投资建议所涉及的评级（如有）分为股票评级和行业评级（另有说明的除外）。评级标准为报告91、发布日后6到12个月内的相对市场表现，也即报告发布日后的6到12个月内公司股价（或行业指数）相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准。A股市场以沪深300指数（000300.SH）作为基准；新三板市场以三板成指（899001.CSI）为基准；香港市场以恒生指数(HSI.HI)作为基准；美国市场以标普500指数(SPX.GI)或纳斯达克指数（IXIC.GI）为基准。股票投资评级股票投资评级优于大市股价表现优于市场代表性指数10%以上中性股价表现介于市场代表性指数10%之间弱于大市股价表现弱于市场代表性指数10%以上无评级股价与市场代表性指数相比无明确观点行业投资评级行业投资评级优于大市行业指数表现优于市场代表性指数10%以上中性行业指数表现介于市场代表性指数10%之间弱于大市行业指数表现弱于市场代表性指数10%以上请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容国信证券经济研究所国信证券经济研究所深圳深圳深圳市福田区福华一路125号国信金融大厦36层邮编：518046 总机：0755-82130833上海上海上海浦东民生路1199弄证大五道口广场1号楼12楼邮编：200135北京北京北京西城区金融大街兴盛街6号国信证券9层邮编：100032