液冷技术路线、驱动力、交付方式、市场空间、产业链及竞争格局如何？

AI 催化液冷加速，解耦式交付大势所趋。

1.技术路线：冷板式液冷为主，浸没式渗透率逐渐提升

按照接触方式，液冷主要可分为冷板式、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。 冷板式和浸没式是目前主要落地应用的液冷方案，两种液冷方式各有优劣：

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：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。

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%。

2.驱动力一：AI 驱动单机柜功率显著提升，风冷逼近散热极限

随着单卡功率的持续提升，AIDC 集群的单机柜功率显著提升。H100 单卡TDP700W，对应单服务器设计功率约 10kW，以标准单机柜 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。

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 50kw 及以上水平。考虑到下一代Blackwell 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。

驱动力二：液冷 PUE 优势节约 AIDC 能耗，国内关注PUE 政策考核

国内双碳目标加强数据中心 PUE 考核。数据中心作为“新基建”重要内容，被赋予了技术先进、绿色低碳等新内涵。在落实节能降碳方面，政策明确要求到2023年底新建大型及以上数据中心 PUE 降 低到 1.3 以下；到2025 年全国新建大型、超大型数据中心平均电能利用效率降到 1.3 以下，国家枢纽节点进一步降到1.25以下，绿色低碳等级达到 4A 级以上。

并且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。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。

驱动力三：国内运营商规划明确，助力产业标准形成

运营商白皮书加速液冷应用，2024 年开展规模测试。此前，三大运营商联合发布《电信运营商液冷技术白皮书》，加速液冷应用。根据《白皮书》规划，2023年运营商开展技术验证，充分验证液冷技术性能，降低PUE，储备规划、建设与维护等技术能力；2024 年开展规模测试（新建数据中心项目10%规模试点应用液冷技术；至 2025 年，开展规模应用，50%以上数据中心项目应用液冷技术。

近期，中国电信开展弹性 DC 舱（2024-2025 年）集中采购，其中包含液冷层DC舱采购。根据此前资格预审公告，中国电信弹性 DC 舱（2024-2025 年）集中采购项目合计采购弹性 DC 舱 3200 套，其中包括数据中心液冷层DC 舱约323套。微模块 DC 舱技术在每个模块内使用独立配电、制冷、消防、监控系统和IT 机柜，相当于一个个独立的数据中心，通过叠加从而组成一个大的数据中心。中国电信首轮模块化 DC 舱集采为 2021 年，共采购 8 种 DC 舱模型，总计1985 套；本次集采数量同比增长超 60%，反应运营商正加大算网侧的建设投入，运营商算力基础设施建设有望加速。

3.交付方式：解耦交付大势所趋，标准化有助于行业成长

当前交付模式包括一体化交付与解耦交付两种。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。

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界面不清等问题。

4.市场空间：国内数据中心液冷市场有望接近百亿元

据测算，到 2025 年，通用服务器对应液冷市场规模将达到13 亿元左右；加速服务器液冷服务器市场规模达到 83 亿元，合计约 97 亿元，以下是核心假设： （1）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）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）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。

5.产业链竞争格局：国内厂商优势突出，产业初期格局未定

液冷产业链包括上游液冷设备及零部件提供商、中游的液冷基础设施及服务器提供商、下游的数据中心使用商。

上游主要是液冷零部件提供商。主要生产快速接头、冷却液分配单元（CDU）、电磁阀、分液器（Manifold）、冷板、冷却液（氟化液）。上游大多数液冷设备及零部件市场存在众多生产厂家、竞争格局分散。核心CDU 大多由中游温控厂商自主生产，其他非核心零部件多采取外购方式。以氟化液为主的冷却液市场集中度相对较高，主要由 3M 主导，其销量占据全球份额的90%以上。国内厂商代表有巨化股份，未来有较大国产化替代空间。

中游主要为液冷服务器和芯片厂商，以及第三方温控解决方案提供商。代表厂商有华为、浪潮、中兴、曙光、新华三、联想、超聚变、英特尔；第三方温控厂商有英维克、高澜股份、申菱环境等。数据中心液冷产品、行业标准仍待确认，整体竞争格局激烈，市场内还未形成具备垄断竞争力的龙头企业。

下游主要为数据中心使用商。主要包括三大运营商、及百度、阿里、腾讯、京东、字节等互联网企业及第三方 IDC 服务商。出于设备安全稳定的考虑，下游客户存在较高的认证壁垒。在挑选供应商时，会对产品质量、项目经验等多项能力进行综合考察，因此供应商资格认证耗时长。且为了保证数据中心的稳定性，在与供应商达成合作后会存在较高粘性，客户会更倾向与现有供应商继续合作。

上游：液冷零部件繁多，定制化特点明显

冷板是冷板式液冷的核心组件之一，根据下游客户要求定制。冷板通常由导热性强的铜或铝制成，现阶段处于安全性考虑，多采用铜材。液冷板设计需要根据芯片尺寸及布局进行设计，具有较强定制化特点。且液冷板的选型还需要结合实际功耗、工作压力、流速等条件，综合考虑冷板材质、工艺。

CDU 对冷却液进行调度分配，不同应用场景下形态不同。CDU 是指液体分配单元，主要作用是对机房外散热侧和机房内散热侧进行隔离并进行热交换，避免将冷却组件直接暴露在外侧散热系统中。分发冷却液以保证热源的充分冷却。在不同应用场景中，CDU 的具体形态不尽相同，主要有机架式、机柜式和平台式三种。

快速接头可定制，难度在于防泄漏。液冷快速接头指循环系统中各个器件的连接件，能实现各器件之间的快速连接和断开且无泄漏，提高效率，减少排液注液带来的不必要的工作量，可以在带压状态下自由插拔。通常有手动插拔式和盲插式两种。

Manifold 负责将冷却液体引入机架并传递到机架外侧的工作。具有耐腐蚀性强、强度高的特点。

电磁阀在控制液体流动上发挥关键作用。通过开闭状态调节冷却液体流量以维持液冷系统的稳定和安全。 上游核心组件多由中游温控厂商提供，零散部件外协采购。中游温控厂商多采用“核心部件自研+零散部件外协”的方式，如英维克Coolinside 全链条冷板式液冷解决方案中，提供包括 CDU、液冷板、快速接头在内的定制化核心零部件。

中游：温控、服务器及互联网厂商相继布局，竞争格局尚不明确

中游温控环节，由于液冷设计目前相对非标准化，液冷服务器的机柜需要定制，绑定机柜（基础设施）和服务器（ICT 设备），因此在液冷数据中心交付过程中，存在服务器厂商采购液冷基础设施并向终端用户交付的供应关系，而非传统IDC厂商向温控厂商采购。在此过程中，以中科曙光（曙光数创）、浪潮信息（组建液冷工程师团队）等为代表的服务器厂商采用自研+代工的形式布局液冷。

因此，国内液冷竞争格局呈现温控厂商、服务器厂商以及部分互联网厂商布局的情况，产业发展初期竞争格局仍处在动态变化中：

温控厂商深耕液冷技术，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。（1）英维克于 2022 年推出了 Coolinside 数据中心全链条液冷6大集成方案，提供包括 CDU、液冷管路、快速接头、冷源及液冷工质在内的液冷组件。2023 年，Coolinside 解决方案累计实现 900MW 液冷项目交付。（2）申菱环境推出的天枢液冷温控系统适用于冷板式液冷服务器、浸没式液冷池等场景，提供包括散热冷源、CDU、控制系统、Manifold 在内的组件，目前已成功应用于中国移动南方基地液冷机房等项目中。（3）高澜股份的冷板式液冷服务器解决方案提供包括液冷板、Manifold、CDU、水分配和冷却塔在内的冷却设备，目前已实现相关产品及样件的小批量供货。

服务器厂商有较强的系统集成和客户服务能力。服务器厂商能够将液冷技术与服务器硬件结合，提供一体化解决方案，在优化散热性能的同时能够提升系统的可靠性和维护的便捷性。服务器厂商通常拥有完善的客户体系，能够为客户提供包括液冷系统安装、调试、维护、升级在内的系列技术支持和售后服务。（1）曙光数创分别于 2018 和 2019 年完成 C7000 系列冷板式及C8000系列浸没式液冷的商业化部署。（2）华为 2022 年发布FusionServerPro 冷板全液冷系统解决方案，应用于高功耗密度服务器机柜部署场景。（3）联想新一代海神温水水冷系统在 42U 的标准机柜中，最多可以支持144 张最新的GPU和72 个 CPU。采用了冷板全水冷设计方案，覆盖了CPU、GPU、内存、硬盘等所有关键部件，并且无风扇的设计。（3）浪潮信息将“All in 液冷”纳入公司发展战略，全栈布局液冷，发布全栈液冷产品，实现通用服务器、高密度服务器、整机柜服务器、AI 服务器四大系列全线产品均支持冷板式液冷，并提供液冷数据中心全生命周期整体解决方案。

互联网公司有较强的定制化需求及技术资金支持。互联网作为温控下游应用的一个重要场景，通常有庞大数据中心运营实践经验，往往对液冷系统有较强定制化需求。同时，其背后强大的技术研发团队及资金保障，能够支持互联网公司研发推出相关液冷解决方案。（1）阿里云于2016 年就发布了其首套浸没式液冷系统；（2）京东云与浪潮信息于 2022 年 3 月联合发布“天枢（ORS3000S）液冷整机柜服务器”，支持冷板式液冷，目前已在京东云数据中心实现规模化部署。（3）百度推出天蝎 5.0 浸没式液冷机柜技术规范，其涵盖了数据中心侧、服务器侧及网络侧三大模块，在受测的典型数据中心环境中，天蝎5.0浸没式液冷设计能够帮助数据中心将 PUE 降低到1.1 以下。

但总体来看，对比风冷时期，液冷国内厂商优势突出。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。国内温控企业在液冷产品上有望更具优势。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，预计国内厂商未来有望占据主要地位。