液冷产业链、市场格局及核心竞争力在哪?

液冷产业链、市场格局及核心竞争力在哪?

最佳答案 匿名用户编辑于2024/04/28 15:42

液冷产业链参与者较多。

液冷产业链:上游零部件类别众多,参与厂商较多。液冷产业链上中下游的参与者众多, 包括上游的产品零部件提供商、中游的液冷服务器提供商、下游的算力使用者。

上游:主要为产品零部件及液冷设备,包括快速接头、CDU、电磁阀、浸没液冷 TANK (仅浸没式液冷需要)、manifold、冷却液等组件或产品供应商,部分代表厂商有英 维克、3M、云酷、竞鼎、诺亚、广东合一、绿色云图等。

中游:主要为液冷服务器、芯片厂商以及液冷集成设施、模块与机柜等,部分代表 厂商有华为、中兴、浪潮、曙光、新华三、联想、超聚变、英特尔等。

下游:主要包括三家电信运营商,百度、阿里巴巴、腾讯、京东等互联网企业以及 信息化行业应用客户,主要在电信信息、互联网、政府、金融、交通和能源等信息 化应用,目前阿里巴巴以单相浸没式液冷为主要发展方向,其他用户以冷板式液冷 试点应用居多。

液冷产业格局:海外液冷技术优先发展,国内厂商积极探索实现突破。从历史来看,海 外厂商率先开启液冷散热技术研究,如数据中心液体冷却始于 1964 年 IBM 公司制造的 首款 System360 冷冻水冷却计算机,海外对液冷技术的应用也较多,美国能源部橡树岭 国家实验室的超级计算机 Frontier 搭载 CPU 和 GPU 的 9408 个刀片服务器通过全冷板液 冷的方式进行冷却散热。从全球格局来看,美国液冷公司在无论是浸没式还是冷板式工 艺路线上都发展较快。国内市场后发追赶,从产业来看,目前参与者众多,初步形成“一 强 N 多”的格局,英维克作为传统温控散热厂商实力较强,后起之秀如高澜股份、申菱 环境、飞荣达、同飞股份、曙光数创等纷纷参与其中,此外还不断有新进入者如强瑞技 术、川润技术、科创新源等,整体来看,除却龙头以外的其他进入者尚未形成稳态格局。

海外:浸没式发展优于冷板,美国公司占主导。浸没式液冷凭借其效率优越于冷板式液冷,在英特尔、微软、3M、Google、Meta、壳牌、 SK 集团等公司以及 AI、加密计算等应用推动下,得到快速发展,参与浸没式液冷市场的 主要欧美冷却公司包括 GRC(美国)、LiquidStack(美国)、Midas(美国)、Asperitas(荷 兰)、Submer(西班牙)、Vertiv(美国)、Iceotope(英国)等。参与数据中心冷板式液 冷市场的主要欧美冷却公司包括 CoolIT Systems(美国)、Asetek(丹麦)、Motivair(美 国)、Chilldyne(美国)、jetCool(美国)等。

国内:冷板优先发展,参与者众多。液冷涉及环节较多,“一强 N 多”格局初步形成。传统散热风冷是使用散热风扇和散热 片来降低计算机硬件温度的散热技术,参与集中的厂商较多,然而随着计算机性能的不 断提高,硬件产生的热量也相应增加,传统的风冷系统在散热效率、噪音和温度控制方 面难以适配高性能计算的需求,液冷技术成为了一种更刚需的散热解决方案,各温控企 业也纷纷布局液冷,液冷系统涉及的零部件较为复杂,包括冷板、快接头、泵、散热器、 管道、冷却液以及控制系统等,参与厂商部分在全链条都有布局,部分只在个别零部件 有布局,初步形成一强 N 多的格局。

散热厂商各自加快推进液冷落地,冷板式液冷率先推广的同时,积极部署浸没式液冷, 发布多个液冷白皮书,多次举办相关产业发布会,液冷发展提速,各参与厂商液冷技术 的进一步优化陆续取得进展:

未来:解耦、性价比与三大竞争力。技术:解耦交付是核心技术路径。解耦交付是液冷与服务器解绑的关键,也是普及推广液冷的重要措施之一。当前冷板式 液冷主要有一体化与解耦交付两种交付模式,解耦交付将液冷机柜与服务器的强绑定关 系解锁,是促进行业良性竞争和优化发展的重要措施。

一体化交付是指液冷系统的各个组成部分被集成在一起,并作为一个整体交付给最 终用户,一体化交付情况下液冷整机柜是由厂商自定标准进行集成设计开发的,机 柜和服务器也包含其中,一体化交付可以减少安装和维护方面的工作,但形成了液 冷机柜与服务器厂商的强绑定关系。

解耦交付是液冷系统的各个组成部分被设计成相互独立的模块,尤其是液冷机柜与 液冷服务器之间无需绑定,可以由不同厂商生产交付,前提是各个零部件必须遵循 一定的接口设计规范和标准。解耦交付模式便于后续灵活部署,并且可以在不同厂 家之间进行适配,是推广液冷、降低成本、促进产业链成熟的关键技术交付模式。

成本:性价比反转是重要推广节点。总成本(TCO)是液冷技术规模应用的关键因素,高功耗下液冷技术性价比提升。液冷 技术已经发展多年,与传统风冷相比,具备节电、节水以及节约空间等多重优势,制约 液冷渗透率提高的主要制约点在于初期成本投入较高,随着 AI 大模型的逐渐发展,机柜 功率密度逐步提高,当单机柜功率密度超过界定值时,液冷技术的性价比将反超风冷, 迎来反转。根据施耐德《大型数据中心浸没式液冷与风冷投资成本分析》白皮书显示, 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,但是当容量相同的数据中心单机架功率 密度升级为 20KW 时,液冷比传统风冷节约 10%的投资成本,当单机架功率密度升级为 40KW 时,液冷比传统风冷节约 14%的投资成本。根据此前的测算可知,AI 大模型单机 柜最高功率可达 45.5KW,机柜功率提高的前提下,液冷技术的性价比显著提升。

三大竞争力优选液冷企业。关键竞争力一:全链条能力,保障系统统一性、可靠性和稳定性。标准的液冷系统较为 复杂环节众多,包含一次侧二次侧,涉及冷板、CDU、快接头、manifold 等一系列环节, 具备从热源到冷源的设备散热全链条的技术能力可以首先保障液冷系统运行的统一性, 液冷系统部分核心产品具备定制化特征,全链条能力的液冷企业可以根据芯片厂商要求, 将定制化环节统一集成,在产品适配度上达到一定高度,系统统一性较高;第二可以保 障系统的可靠性,通过全部自行生产后组装的形式可以加大对各项关键零部件细节的把 控,减少漏液渗液等细节疏漏,提高系统整体可靠性;此外,拥有全链条能力意味着各 项产品均参与测试环节,对品质的把控更加升级,集合成系统后稳定性大幅提高。

冷板涉及的定制化环节:根据芯片的型号尺寸及内部结构设计流道,满足芯片插座 的载荷要求及芯片对散热器重量的要求;考虑配管位置、方向及液体进出口位置, 避免与电子信息设备产生结构干涉;满足芯片的扣合力技术要求,及安装/拆除后散 热器底面平面度的技术要求;考虑拆装冷板组件时可能产生的接口应力等问题。

快换接头涉及的定制化环节:公/母配置(插头/插座、插件/主体等)配对;手动插 拔快换接头连接的系统需要考虑人体工程学问题(如锁紧机构、连接力、空间限制) 以便维修;盲插设计需要考虑安装公差和不对中公差,设计可靠的盲插配合机构(如 导向装置)等。

关键竞争力二:实际应用经验是打开新渠道的敲门砖,工艺经验直接影响产品的稳定性。 液冷系统搭建到运维各环节的衔接配合、整体系统的运转,都需要在实际应用中不断积 累经验,从经验积累来看,申菱环境、高澜股份、英维克等核心散热厂家都在液冷侧布 局较早。

关键竞争力三:液冷技术研发至关重要,前期资金投入是必备基础。液冷技术的复杂性、 多样性和快速发展的特点,需要不断的研发投入来应对不断变化的技术和市场要求,促 进液冷技术能够适应新的硬件架构、并且实现降本增效:

复杂性和创新性:液冷技术涉及复杂的工程和物理学原理,因需要深厚的技术专业 知识,为了在这个领域取得突破,公司需要进行广泛而深入的研究,不断创新以解 决新的挑战。

硬件适应性:不同类型的电子设备和硬件架构需要不同类型的液冷解决方案,为了 在各种应用场景中实现最佳性能,液冷技术的研发需要考虑到硬件的不断变化和创 新。

性能优化:液冷技术的目标之一是提高散热效率,从而提高设备性能并延长其寿命, 需要对冷却系统、材料、流体动力学等方面进行详尽的研究和优化。

能效和环保要求:随着社会对能源效率和环保的关注增加,液冷技术的研发还需要 考虑如何在降低能耗的同时保持高效的散热效果,以符合环保标准。

市场竞争:液冷技术领域的竞争激烈,参与公司数量众多,需要不断投入研发资源 以保持竞争优势。

参考报告

通信行业专题:AI算力下的液冷,从“可选”到“必选”之路.pdf

通信行业专题:AI算力下的液冷,从“可选”到“必选”之路。市场低估了液冷散热在AI算力中的重要性,在英伟达B100时代,风冷将逐步接近极限,液冷时代拉开序幕;而对国产算力来说,半导体制程上的短板更需要散热来补充,国内外对液冷的需求有望形成共振。我们认为,液冷从“可选”到“必选”的过程将大幅提升市场空间,成为算力重要细分赛道。从技术路线看,冷板式间接液冷有望先于直接液冷获得推广。液冷系统可以根据液体与硬件之间的接触方式分为直接液冷和间接液冷,直接冷却包括浸没式和喷淋式,间接冷却主要是冷板式。冷板式液冷...

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