2025年数据中心液冷行业深度研究报告：AIDC投建带动液冷市场扩容，汽零公司快跑入局

AI 加速发展，有望促进液冷成为数据中心主流散热方案

AI 浪潮下大模型更迭频繁，显著驱动算力需求提升，进而带动散热需求提升。AIDC 服 务器芯片功耗与算力密度持续攀升，设备功率密度逐渐突破传统风冷降温方式极限。液 冷凭借其散热效率与部署方式的优势，正在成为数据中心的主流散热方案。

（一）趋势 1：AI 大模型密集发布，驱动数据中心建设需求增长

1、云厂商竞争加剧，AI 大模型密集发布

全球云厂商加码 AI，大模型数量爆发式增长。自 2022 年 ChatGPT-3.5 发布以来，大模型 开始进入大众视野，国内外众多厂商如 OpenAI、Meta、Anthropic、谷歌以及国内的腾讯、 字节、DeepSeek 等均开始推出新模型并不断迭代更新。

分区域：海外大模型巨头众多、国内大模型聚焦性能优化。海外主流 AI 模型竞争玩家包 括：技术能力以及用户数全球领先的 OpenAI 系 GPT 模型、背靠亚马逊/谷歌投资的 Anthropic 模型 Claude、谷歌自研模型 Gemini、Meta 自研模型 Llama、马斯克旗下自研模 型 xAI 等。截止 2025 年 9 月，国内完成备案的大模型数量已达 890 个，较 2024 年 10 月 的 464 个增长 92%。国内优秀大模型侧重性能优化，对标 GPT-5.0，同时在训练成本、 API 价格方面具备显著优势。

2、数据中心建设需求旺盛，全球资本开支有望达万亿美元

随 AI 训练及推理需求持续增长，云端算力基础设施需求旺盛。北美市场方面，头部云厂 商资本开支强劲增长并持续上调指引。2025 年 1 月 21 日，美国总统宣布 OpenAI、软银 和甲骨文将共同投资建设的 AI 基础设施项目“星际之门”，计划在未来 4 年内投资 5000 亿美元。目前，该计划已确定将在美国新建 5 个 AI 数据中心，未来三年内投资将超过 4000 亿美元，最终目标是实现近 7 千兆瓦的算力容量。

2025 年北美四大云厂商资本开支同比高增，预计 2026 年延续 AI 基建投资的高景气。 2025，四大云厂商合计资本开支同比预计增长 54.8%。谷歌、Meta 等公司纷纷上调 2025 年资本开支指引，并看好 2026 年延续增长态势，全球 AI 基建投资景气高涨。 国内头部云厂商也公布了巨额投资计划，远超往年同期。阿里巴巴宣布未来三年在云和 AI 基础设施的投入将超过 3800 亿元，超过过去十年总和。字节跳动则表示明年将投入 1600 亿人民币用于 AI 领域。

2034 年数据中心市场规模或超万亿美元，10 年 CAGR 为 11%。数据中心是数字经济的 核心基础设施，其发展规模与增速直接反映了全社会算力需求的旺盛程度。根据 Precedence Research 预测，全球数据中心市场规模有望从 2025 年约 4000 亿美元增长至 2034 年破万亿美元，10 年 CAGR 为 11%。

（二）趋势 2：液冷有望替代风冷成主要散热方案

1、数据中心功率密度持续提升，系统热管理重要性突显

随算力需求提升，芯片及服务器功率不断攀升，英伟达最新机柜功耗已达 120kW。以业 界领先的英伟达 Blackwell 系列为例，其 B300 芯片功耗已达 1200W，较前代 B200 的 1000W 同比提升 20%。而集成了多颗芯片的 NVL72 GB300 系统机柜总功耗更是高达约 120kW。根据麦肯锡预测，至 2030 年，全球数据中心功率规模预计将达到 219GW，5 年 CAGR 为 22%,其中人工智能工作负载占比将从 2025 年的 53.7%增长至 71.2%。 芯片、服务器及数据中心功率密度的提升也将增加系统整体发热功率。为保障系统的安 全性、稳定性以及使用寿命，系统热管理重要性突显。

2、较传统风冷，高功率情形下液冷方案优势显著

相较于传统风冷，液冷技术 PUE 值更低，更符合现行政策要求。由于液体的比热容与导 热系数远高于空气，液冷系统能直接、高效地带走高功率芯片产生的热量，轻松应对单 芯片 kw 级乃至整机柜数十千瓦的散热挑战。同时，液冷系统能够通过减少甚至取代高能 耗的风扇群，并利用高温液体制冷实现自然冷却，将数据中心的 PUE 显著降至 1.2 以下， 实现制冷环节高达 30%以上的节电效果，符合各国现行 PUE 政策要求。

以 2MW 机房为例，液冷方案在散热能力与运营能耗成本维度优势明显。 1） 散热能力：液冷（冷板式、浸没式）方案散热功率密度、占地面积显著优于风冷方案； 2） 能耗成本：运维角度，液冷的冷却能耗和冷却电费低于风冷方案。 特别地，风冷方案的特点主要在于购置成本低、部署与维护简单。根据 Vertiv 白皮书， 随着机架功率密度的提升，数据中心更适用于部署液冷散热方案。

2026 年冷板式液冷市场空间有望超百亿美元

（一）方案优势：液冷长期性价比强，国内外需求存差异

1、液冷初始投资在运维成本的作用下逐年摊薄，具备长期性价比优势

液冷较低的运维成本源于其 PUE 值更低。在数据中心散热方案中，液冷初始投资成本大， 但 PUE 值更低，因此运维成本更小。浸没式液冷 PUE 值小于 1.09，冷板式液冷为 1.1- 1.2，对比风冷的 1.4-1.6+，液冷能效优势显著。经施耐德电气测算，以功率为 20kW、 40kW 的液冷数据中心为例，液冷较风冷分别可节省 10%、14%的投资成本，每瓦投资成 本随功率密度提升持续降低，在长期运营中具备突出的性价比优势。

2、液冷的长期性价比优势因全球电价不同呈现显著性差异

国内电价显著低于全球平均水平，液冷方案对于国外服务器终端客户更具性价比优势。 从电价维度看，全球主要国家销售电价差异悬殊，2022 年我国以 0.652 元/千瓦时的平均 电价处于低位，而英国、德国分别高达 2.674 元/千瓦时、1.965 元/千瓦时，美国也达到 0.833 元/千瓦时，均高于我国，在高电价的欧美市场，浸没式液冷的成本优势被大幅放 大。经超微测算，以美国 50.4kW 的机架为例，按当地约 0.8 元/kWh 的电价测算，三年 可节省电费 60067 美元，而以中国约 0.6 元/kWh 的电价测算，三年仅可节省电费 37550 美元，这种分化也意味着，液冷技术的商业化进程和市场空间将因电价差异呈现明显的 区域特征。

（二）方案路线：路线多样，英伟达 GB 系冷板式液冷价值约 7-10 万美元

1、方案：冷板式、浸没式、喷淋式

服务器液冷散热分为接触式及非接触式两种，接触式包括喷淋式液冷、浸没式液冷（相 变浸没式和单相浸没式），非接触式液冷为冷板式液冷。

（1） 冷板式液冷

冷板式液冷通过液冷板与芯片等发热元件贴合，热量通过热传导传递到液冷板，在液冷 板内与冷却液进行强化对流换热吸收热量，冷却液将热量带走，从而实现散热效果。温 度升高，高温冷却液通过 CDU 换热器将热量传递到一次侧（室外侧）冷却液，温度降低， 低温冷却液再进入循环泵，室外侧冷却液最终通过冷却塔将热量排至大气环境中。

（2） 浸没式液冷

浸没式液冷是以冷却液作为传热介质，将发热器件完全浸没在冷却液中，发热器件与冷 却液直接接触并进行热交换的制冷形式。使用过程中 IT 设备完全浸没在二次侧冷却液 中，因此二次侧循环冷却液需要采用不导电液体，如矿物油、硅油、氟化液等。按照热交 换过程中冷却液是否存在相态变化，可分为单相浸没液冷和两相浸没液冷两类。

（3） 喷淋式液冷

喷淋式液冷是面向芯片级器件精准喷淋，通过重力或系统压力直接将冷却液喷洒至发热 器件或与之连接的导热元件上的液冷形式，属于直接接触式液冷。喷淋式液冷系统主要 由冷却塔、CDU、一次侧&二次侧液冷管路、冷却介质和喷淋式液冷机柜组成；其中喷淋 式液冷机柜通常包含管路系统、布液系统、喷淋模块、回液系统等。

2、价格：冷板式液冷单机柜二次侧价值量约为 700+美元/kW

液冷散热环节：冷板式液冷分为一次侧（室外侧）和二次侧（室内侧）

基于冷板式液冷方案的一次侧系统，其功能是为二次侧系统提供满足散热要求的冷却水， 而二次侧系统的供液温度及流量应满足液冷元件的散热要求。

一次侧系统主要包括冷却塔、干冷器及冷水机组等设备，国内绝大多数液冷系统的一次 侧选择自然冷却。常见的自然冷冷源可选择开式/闭式冷却塔、干式冷却器。冷源的选择 应根据项目所在地的场地、气象、水电等因素综合考量。

英伟达 GB200/GB300：冷板式二次侧价值量约 600-800 美元/kw。 GB200 NVL72：据测算，冷板式液冷二次侧价值量为 600+美元/kW。英伟达 GB200 NVL72 的液冷方案采用的是液冷与风冷相结合，同时一块大冷板覆盖 2 个 GPU 和 1 个 CPU， 大冷板单价为 700-800 美元，单层需要 2 块，每层使用 8 个小风扇，风扇单价为 25 美元， 故单层芯片设备的液冷价值量在 1700+美元。另外，其还配备交换机冷板、CDU、manifold、 快插接头等零部件。GB200 NVL72 采用的是 UQD04 快接头方案，共计 108 对芯片设备 接头，每对价值 70 美元。综合而言，GB200 NVL72 冷板式液冷二次侧价值量单机柜在 78000+美元，约 600+美元/kW。

编辑：火腿肠