2026年机械设备行业数据中心散热专题报告1:CDU液冷泵及冷源关键环节推荐

  • 来源:西部证券
  • 发布时间:2026/02/03
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机械设备行业数据中心散热专题报告1:CDU液冷泵及冷源关键环节推荐。CDU液冷泵作为二次侧核心部件,有望受益AI数据中心建设加速CDU液冷泵具有调节冷却液流量及调节压力的核心作用,作为液冷系统的“心脏”,水泵通过精密设计的流体动力学机制驱动冷却液在封闭管路中强制对流,构建起高效热交换循环体系。CDU作为液冷系统的控制中枢,价值量占系统30%-40%,而液冷泵作为CDU核心部件,价值量占CDU35%。因此我们按照测算的NV+Google在2026年液冷系统的市场规模在保守/乐观情况下为93-126亿美元,对应CDU液冷泵的市场规模为11.39-15.44亿美元。液冷泵作为...

液冷泵及冷源关键环节

CDU液冷泵:二次侧液冷系统心脏,调节冷却液流量及压力

作为液冷系统的“心脏”,水泵通过精密设计的流体动力学机制驱动冷却液在封闭管路中强制对流,构建起高效热交换循环体系。在典型部署架构中,液冷水泵集群通常集成于数据中心液冷主机房的CDU中,通过高密度聚乙烯(HDPE)管路网络将冷却介质输送至服务器机柜。在机架层级,水泵驱动冷却液经CPU水冷板、内存散热模组等末端换热装置后,携带服务器产生的热负荷返回主机房,形成完整的“冷却液-热源-冷却塔”能量传递链路。CDU液冷泵的两大核心作用:调节冷却液流量及调节压力。首先泵能够根据设备的发热情况和散热需求,精准控制冷却液的流量,以达到最佳的散热效果;当设备高负荷运行,产生大量热量时,水泵会增加冷却液的流量,快速带走热量;而当设备低负荷运行时,水泵则会适当降低流量,避免能源浪费。而调节压力方面,电子泵保证冷却液在系统中稳定流动,避免因压力过高或过低导致的故障;通过精确控制流量和压力,冷却液能够均匀地分布到各个需要冷却的部位,避免局部过热。

CDU液冷泵三大选型参数:流量+扬程+效率

液冷系统泵选型的3大关键参数—— 流量:单位时间输送的冷却液体积(常用单位 m³/h)。流量需匹配总热负荷,计算公式为:流量 = 总热负荷 ÷(冷却液密度×比热容×温差)。例如,200kW 热负荷搭配 10℃温差,需约 5m³/h 流量才能高效散热。 扬程:水泵克服管路阻力的能力(单位 m)。需考虑管道沿程阻力、局部阻力(如阀门、冷板)及安全裕量(通常加10%-20%)。扬程不足会导致远端设备流量衰减,过高则增加能耗。 效率与可靠性:优先选磁悬浮轴承或无刷电机水泵,效率可达 70% 以上,较传统水泵节能 30%;同时需支持 N+1 冗余(主泵故障时,备用泵15秒内切换),平均无故障时间(MTBF)需≥50,000 小时。

CDU液冷泵:市场空间及竞争格局

2026年英伟达及ASIC机柜液冷放量加速。英伟达GPU单芯片功率从B200约1000W提升到B300的1400W,2026年量产的R200芯片功率预计提升至2300W,2027年量产的R300功率预计将达到4000W+。2025年英伟达GTC大会上据黄仁勋披露,截至2026年的未来5个季度,Blackwell和Rubin的订单约为1400万颗GPU,我们估算2026年英伟达机柜液冷市场规模保守/乐观约69/97亿美元。据液冷产业链最前沿数据,谷歌TPUV7机柜液冷系统价值量7-8万美元,单芯片对应液冷系统价值量为1094-1250美元。据液冷产业链最前沿数据,2026年谷歌TPUv7及以上等级芯片出货约220-230万颗,测算2026年谷歌机柜液冷市场规模为24-29亿美元。此外,据半导体产业纵横引述,Meta或将推出首款ASIC芯片MTIAT-V1,到2026年中MTIAT-V1.5将进一步升级,芯片面积翻倍,计算密度逼近英伟达GB200,2027年MTIAT-V2可能将带来大规模的CoWos封装和高功率机架设计;Meta目标2025年底到2026年实现100万-150万件ASIC出货量。 据液冷产业链最前沿公众号数据,CDU是液冷系统的控制中枢,价值量占系统30%-40%,而液冷泵作为CDU核心部件,价值量占CDU 35%。因此我们若仅按照上述测算的NV+Google在2026年液冷系统的市场空间,保守/乐观情况下为93-126亿美元,对应CDU液冷泵的市场规模为11.39-15.44亿美元。竞争格局方面,液冷泵作为液冷温控系统中重要的动力部件,目前除了In Row集中式CDU在大量使用格兰富的交流大泵外,国内和国外都鲜有专业为IDC开发的液冷泵的企业。

一次侧冷源:液冷系统的“心脏”

液冷一次侧冷源可采用机械制冷系统和自然冷却系统。除了机柜侧散热,冷源侧是液冷系统的“心脏”,主要负责产生和提供冷却能力,将热量从冷却介质中转移出去,确保冷却介质持续低温状态,从而持续为机柜侧提供冷却。机械制冷系统包括风冷冷冻水系统和水冷冷冻水系统,可提供12°C-18°C 的中温冷冻水;自然冷却是在室外气象条件允许的情况下,利用室外空气的冷量而不需机械制冷的冷却过程,自然冷却系统可采用开式冷却塔、闭式冷却塔和干冷器等设备实现,可提供 30°C 以上的冷却水。

一次侧冷源:磁悬浮离心式压缩机将受益数据中心建设需求提速

制冷压缩机以制冷剂为压缩工质,与冷凝器、蒸发器和节流阀(也称为节流毛细管)共同组成制冷(制热)系统,是整个制冷系统的心脏。制冷压缩机抽吸来自蒸发器的制冷剂蒸气,并提高其温度和压力后将其排至冷凝器,高压过热制冷剂蒸气在冷凝温度下放热冷凝,而后通过节流元件,降压后的气液混合物流向蒸发器,制冷剂液体在蒸发温度下吸热沸腾,变为蒸气后进入压缩机,从而实现了制冷系统中制冷剂的不断循环流动。制冷压缩机的分类:按制冷量差异,制冷压缩机主要分为家用(5HP及以下)、轻型商用(5~40HP)、大中型商用(40HP~150HP)、特大型商用及工业制冷(150HP~300HP)四大类。目前基本形成了“家用低功率场景转子式、活塞式为主,轻商场景涡旋式为主,大中型商业领域涡旋式、螺杆式、半封式活塞差异化竞争、特大型商业和工业场景离心式为主”的市场格局。 AI 数据中心制冷,磁悬浮离心压缩机或成为主流。随着数据中心单机柜功率可达50kW以上,对制冷设备提出了更高要求。磁悬浮离心压缩机凭借其更大制冷量、更高制冷效率和更低制冷能耗的优势,相比螺杆压缩机可节能40%以上,有望成为未来主流。

编辑:火腿肠
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