AI算力驱动液冷产业化拐点,千亿赛道核心部件价值量解析

  • 来源:国盛证券
  • 发布时间:2026/06/27
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机械设备行业深度:液冷,产业化拐点已至,千亿赛道扬帆起航.pdf

本报告深入分析了AI算力时代下数据中心散热技术的变革趋势,指出随着GPU功耗从700W飙升至2000W以上,单机柜功耗突破130kW,传统风冷方案已触及物理极限,液冷技术成为高密度算力散热的必选项。报告强调,液冷方案能显著降低散热能耗,使PUE值降至1.2以下,符合全球日益严格的能效政策要求。在技术路线上,报告将液冷分为冷板式、浸没式及喷淋式三类。目前,冷板式液冷因兼顾性能与成本,占据约90%的市场份额,是行业主流。浸没式液冷虽初期成本较高,但凭借极致的散热能力和低PUE表现,在超高密度场景下具备长期优势,未来有望成为刚需。报告预计,全球液冷市场空间将在2030年达到422亿美元,国内市场规模...

算力功耗飙升倒逼散热方案变革

随着全球云计算服务提供商持续扩大AI数据中心建设,算力需求呈现指数级增长,直接推动GPU芯片功耗的急剧上升。从英伟达Hopper架构到Blackwell架构,再到最新的Rubin架构,单卡热设计功耗(TDP)从700W跃升至最高2300W以上。以主流GB300 NVL72机柜为例,单机柜功耗已达130kW-140kW,远超传统风冷散热方案15kW-20kW的物理极限。风冷技术受限于空气低比热容和低导热系数,在高热流密度场景下不仅噪音巨大,且PUE值普遍在1.5左右,难以满足日益严格的能效合规要求。

在此背景下,液冷方案凭借高出风冷3000倍的散热效率,成为高密度算力机柜的必选项。液冷方案可将散热能耗从传统数据中心的43%骤降至9%,使PUE值降至1.2以下,显著优化数据中心能效结构。全球多国政策亦密集加码,如德国、新加坡及中国北京等地均出台新规,严控数据中心PUE指标,进一步压缩了风冷生存空间,加速了液冷技术的商业化落地进程。

冷板式液冷主导当前市场,浸没式面向未来超高密度场景

当前液冷技术主要分为冷板式、浸没式(单相和双相)及喷淋式三类。其中,冷板式液冷因兼顾性能与成本,且能适配现有服务器架构,成为现阶段行业主流,占据约90%的市场份额。其通过金属冷板贴合芯片,利用微通道内液体循环带走热量,配合少量风冷辅助,实现了从风冷到液冷的平滑过渡。

浸没式液冷则分为单相和双相两种。单相浸没依靠绝缘液体显热换热,运维便捷;双相浸没利用冷却液相变潜热,散热能力更强,PUE可低至1.1以内,单机柜散热能力突破130kW。尽管浸没式初期建设成本较高且对旧机房改造难度大,但在未来AI模型持续扩大、Scale up技术大规模运用的背景下,其极致散热优势使其有望成为百千瓦级超高功耗AI机柜的刚需方案。喷淋式液冷因技术局限,目前应用较少。

核心部件价值量集中,国产厂商加速导入

液冷系统价值量主要集中在四大核心部件:冷板、CDU(冷却液分配单元)、Manifold(分水管)和UQD(快接头),这四者占据了整个液冷系统价值量的约9成。随着机柜向高功耗方向迭代,单机柜液冷价值量持续提升,例如GB300 NVL72机柜的液冷系统价值量显著高于前代产品。

冷板技术正从传统细小通道向微通道(MLCP)及封装级芯片嵌入技术演进,以应对更高热流密度需求。UQD快接头作为高精度加工件,需满足严格的OCP标准及多次插拔可靠性要求,制造壁垒深厚。Manifold作为冷却液分配枢纽,对材料耐腐蚀性(如316L不锈钢)及焊接工艺要求极高。CDU则是液冷系统的控制中枢,集成板式换热器、循环泵及控制单元,其性能直接决定系统散热上限与运行可靠性。

目前,液冷行业核心供应商以欧美台企业为主,但大陆厂商凭借在汽车零部件热管理领域的技术积淀,正加速进入英伟达等头部客户的供应链体系。在行业从0到1迈向1到N的快速释放期,具备全栈式集成能力或核心零部件制造优势的大陆厂商有望充分受益于全球数据中心液冷化的浪潮。

编辑:流星雨
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