汽车与汽车零部件行业深度报告:液冷之心,泵启新程

  • 来源:长江证券
  • 发布时间:2026/09/17
  • 浏览次数:18
  • 举报
相关深度报告REPORTS

汽车与汽车零部件行业深度报告:液冷之心,泵启新程.pdf

AI算力基础设施的快速扩张正推动数据中心散热技术发生根本性变革,液冷方案因能突破风冷在20kW附近的工程经济边界,成为高功率机柜的必然选择。液冷水泵作为冷量分配单元(CDU)的动力核心,在密封可靠性、长期寿命、精准调速、介质兼容与环境适应五个维度被重新定义,技术路线全面向高性能电子屏蔽泵收敛。市场空间与需求测算受政策约束下沉与云厂商资本开支高增驱动,2026年全球九大云厂商资本开支预计达8867亿美元,同比增长约92%。按“芯片出货→机柜→渗透率→CDU→泵”的自下而上逻辑测算,2026至2028年全球液冷水泵需求量分别为27.4万台、47.3万台、81.4万台,对应市场空间为78.2亿元、1...

水泵作为液冷心脏的技术重塑

水泵本是总量大、增速稳的成熟工业品,2025年全球规模突破780亿美元、国内产值2180亿元。全球市场头部集中,前五大厂商均为海外综合性流体设备集团,CR5合计接近40%,依次为美国赛莱默、日本荏原、丹麦格兰富、瑞士苏尔寿、德国凯士比。相比之下,国内市场竞争高度分散,2023年我国水泵行业CR10约为15%。

然而,AI领域性能要求更高,传统水泵难以直接平移。CDU是液冷系统的核心控制节点,负责完成冷却液循环、流量调节、压力控制以及冷量向服务器机柜的精准分配,其中循环水泵承担液体循环驱动功能,是保障液冷系统稳定运行的动力核心。与传统工业及民用水泵不同,AI数据中心液冷场景对循环泵提出更高要求,核心差异集中于密封可靠性、长期寿命、智能控制、介质兼容以及环境适应五个维度。液冷泵并非传统水泵的简单升级,而是针对高价值算力设备重新定义的高可靠流体控制部件,行业技术路线逐渐向高性能电子屏蔽泵方向演进。

在密封可靠性方面,数据中心液冷系统直接连接高价值服务器设备,冷却液泄漏不仅可能造成硬件损坏,还可能导致算力任务中断。传统机械泵通常采用机械密封或轴封结构,存在动态密封界面,在连续运行条件下存在性能衰减和泄漏风险。屏蔽泵通过屏蔽套将电机绕组区域与输送介质隔离,取消传统泵轴伸出结构,从结构上降低泄漏概率。在长寿命与高可靠要求方面,行业标准及液冷系统设计通常要求CDU循环泵具备数万小时级运行寿命,高端服务器液冷方案普遍按照多年生命周期进行可靠性设计,并采用L10寿命指标评估泵组可靠性,标准要求不低于30000小时。

精准调速能力成为液冷泵区别于传统泵的核心能力。AI服务器负载具有明显波动特征,训练、推理等不同任务阶段的芯片功耗存在较大变化,液冷系统需要根据热负载变化动态调节冷却能力。电子水泵将无刷直流电机、驱动控制器与传感诊断电路集成于一体,转速与外部机械输入解耦,由PWM、LIN或CAN指令直接设定,使泵能够嵌入CDU的闭环控制。

大小泵双线扩张的应用场景延伸

大功率液冷泵的核心驱动力来自AI芯片功耗与机柜功率密度的持续提升。随着GPU向B系列、Rubin等新一代平台演进,单芯片功耗提升至千瓦级,服务器架构亦由单节点扩展转向机架级集成,单柜功率快速迈向百千瓦级。高功率机柜对液冷系统提出更高流量、更高扬程与更高可靠性的要求,推动CDU循环泵向数十千瓦级升级,当前面向行级与侧挂式CDU的主力产品已形成22kW与37kW两个规格,并向更高功率延伸。同时,浸没式液冷的发展将催生氟化液循环泵等专用泵型需求,泵体材料需具备耐化学腐蚀能力,密封体系需适配低黏度介质并抑制汽蚀。

在小泵方向,液冷正由GPU向CPU、光模块扩展。在CPU及芯片级液冷领域,随着高性能计算平台功耗提升,传统冷板散热逐渐面临换热能力限制。液冷方案有望由GPU冷板向CPU、HBM等高热流密度器件扩展,英伟达Rubin平台将率先采用微通道冷板方案,微软已开发芯片内嵌微流体冷却系统。由于流道尺寸不断缩小、系统流阻显著增加,需要更加精密的小型循环泵实现稳定流量控制。

在光模块领域,AI数据中心高速互联需求推动光模块由800G向1.6T甚至更高速率演进,功耗由15-25W升至30-50W,热流密度超过100W/cm²,已超出风冷50W/cm²的极限。液冷有望由服务器级扩展至交换机与光模块散热环节,据测算,2026年全球光模块液冷市场规模约10亿美元,2030年有望突破63亿美元,复合增速58%。

端侧方向同样孕育新品类。AIPC通过内置NPU实现本地AI推理,对散热系统提出新的挑战。微软Copilot+ PC要求设备NPU算力达到40 TOPS以上,本地AI任务带来的持续推理负载使芯片长期处于较高功耗状态。在AI眼镜、折叠屏设备等空间高度受限场景中,压电微泵液冷已成为探索方向。压电微泵基于压电陶瓷逆压电效应,通过微振动实现流体循环,具备无旋转部件、体积小、响应速度快等特点,适用于毫米级空间内的局部热管理。

政策与资本开支共振下的百亿市场测算

政策约束已由PUE数值门槛下沉至技术路线。早期政策以设定PUE数值门槛为主,并不指定具体实现路径。2026年3月,工信部等四部门印发《节能装备高质量发展实施方案(2026-2028年)》,首次将液冷服务器与高效节能泵纳入同一份装备类文件,明确鼓励研发部署高密度服务器、液冷服务器、液冷交换机,到2028年信息通信领域新增服务器中达到能效2级及以上的设备占比超过80%;同时提出推广无油永磁直驱泵、磁悬浮真空泵等高效产品。地方层面约束亦由倡导转向刚性,北京市明确自2026年起对PUE高于1.35的数据中心征收差别电价,上海市则直接提出到2025年液冷机柜数量占比超过50%。

资本开支持续加码,算力扩张锚定散热需求。据预测,2026年全球九大云服务商合计资本开支预计达到8867亿美元,同比增长约92%,2027年合计资本开支预计达到13200亿美元,主要驱动力来自AI服务器集群扩容、GPU基础设施部署以及下一代数据中心建设。Vertiv在手订单升至150亿美元,Book-to-Bill Ratio跃升至2.9,显示新增订单远超出货。台系散热大厂奇鋐接单可见度延伸至2029年,双鸿业绩同样实现同比高增。

单机柜平均功率由8.4kW升至2026年预期的19.4kW,而风冷在20kW附近即触及工程经济边界。普通风冷方案通常适用于8-10kW机柜,经过冷热通道隔离优化后可支持更高功率密度,但在15kW以上场景下系统复杂度和能耗快速增加。相比之下,英伟达GB200 NVL72单柜功率达到约120kW,已达到传统风冷经济边界的约6倍,散热方案切换已由成本优化问题转变为高密算力部署的必要条件。

按“芯片出货→机柜→渗透率→CDU→泵”自下而上测算,2026—2028年液冷水泵需求分别为27.4万台、47.3万台、81.4万台,对应市场空间为78.2亿元、151.8亿元、270.4亿元,两年复合增速达88.8%。分阵营看,海外ASIC阵营由17.6亿元增至105.4亿元,2028年占比近半;英伟达阵营由38.2亿元增至106.5亿元;国内阵营由22.4亿元增至58.8亿元。

内资先发领先与重点标的布局

液冷泵占水泵总盘仅约2%,对产品线覆盖数十个场景、份额稳固的海外龙头而言,投入产出比不足以支撑专门的产品线与产能投入。同时,机械泵主导厂商早期误判了电子水泵的可靠性与量产前景,未将其纳入重点研发方向。外资虽保有存量份额,却在产品定义环节失去先手。

国内泵企在通信基站液冷、储能液冷与全液冷超充等场景已完成长周期验证。这些场景同为泵驱动的闭环二次侧回路,与数据中心CDU高度同源。通信设备7×24小时连续运行、长期无人值守的应用环境,为电子水泵企业积累高可靠运行经验提供了早期应用场景。储能液冷系统与数据中心CDU在架构上具有较强同源性,均采用泵驱动的二次侧液体循环回路。充电桩超充化推动电子水泵向高功率、高可靠性方向演进,电流由250A提升至600A时发热量提升约5.8倍,液冷超充通过循环水泵驱动水乙二醇冷却液在功率模块、线缆及换热单元间循环,核心需求与AI服务器CDU液冷系统高度一致。

成本端价值集中于电机与永磁材料,中国在铜加工、硅钢、稀土永磁及微特电机领域供应链完整,国内投入已由机会型尝试转向体系化布局。部分企业通过设立专门业务主体、建设研发平台等方式推进液冷泵产品开发。

飞龙股份深耕汽车热管理电子水泵,产品覆盖13W至80kW,形成节点冷却、侧挂式、机架式及行级CDU泵体系。中报首次量化披露液冷在手订单,μ/S/M平台与L平台终端客户订单合计超6万台。客户端已绑定英维克、维谛、申菱环境、台达、高澜、Cooler Master等系统集成商及CDU厂商超四十家,并取得UL美加双认证,北美市场准入资质落地。目前22kW级液冷泵产品已完成海外客户批量交付,37kW、60kW、80kW等更高功率产品同步推进。

大元泵业深耕屏蔽泵三十余年,依托子公司合肥新沪的电子屏蔽泵积累,在无泄漏、高可靠方向与CDU二次侧需求高度匹配。液冷泵全系列产品采用无轴封全密闭结构设计,实现介质零泄漏,电压适配覆盖300-800V高压直流体系,目前处于客户导入阶段。

美湖股份聚焦中大功率泵类产品,已推出22kW离心泵并募资投入液冷水泵开发,依托长期积累的流体设计、可靠性测试及规模制造能力,具备向数据中心液冷热管理领域拓展的基础。

编辑:流星雨
  • 热门文档
  • 热门文章
  • 本年热门
  • 本季热门
  • 本月热门
  • 本年热门
  • 本季热门
  • 本月热门
分享至