行业盘点 ★ 数据中心液冷散热——AI算力时代的“冷却心脏”

摘要

数据中心液冷散热行业正从一项“可选项”技术，转变为AI算力狂飙时代的关键基础设施和“必选项”。其核心投资逻辑在于：高确定性的产业趋势（芯片功耗突破风冷极限）、陡峭增长的渗透率曲线（从辅助走向主流）、以及多维共振的强劲驱动力（技术、政策、资本）。行业正处于从快速成长期向规模化爆发期过渡的关键阶段，未来3-5年的核心驱动力直接来自于AI芯片迭代带来的刚性散热需求、全球范围内日益严格的PUE能效政策，以及随之而来的数据中心架构重塑。最具洞察力的判断是：2026年将成为“AI液冷大年”，行业渗透率面临从量变到质变的飞跃，具备全链条技术能力与核心客户生态绑定的龙头企业，将同时享受市场规模扩张与格局优化的双重红利。潜在风险则包括技术路线快速迭代、供应链生态割裂与标准缺失，以及产能扩张周期可能引发的阶段性竞争加剧。

• 市场规模与关键数据：2024年中国液冷服务器市场规模约为201亿元，预计2025年将达294亿元，2024-2029年复合年增长率（CAGR）预计为46.8%。更为关键的是渗透率：AI数据中心液冷渗透率预计将从2024年的14%快速提升至2026年的33%-40%，呈现跨越式增长。产业链核心环节毛利率区间差异显著，上游高壁垒核心材料（如高端氟化液）与精密部件（如CDU）毛利率可达40%以上，中游解决方案与集成环节毛利率约20%-30%，其价值正随芯片升级而提升。
• 战略性定位与投资主线：液冷行业是“新质生产力” 在数字基础设施领域的具体代表，是支撑算力经济可持续发展的关键环节。当前需要重点关注的投资主线包括：1. 技术突破主线：拥抱下一代微通道、相变冷板等前沿技术；2. 格局优化主线：在国产替代窗口期，产业链“链主”企业和核心部件供应商的崛起；3. 盈利拐点主线：识别随着规模效应显现、高毛利液冷产品占比提升而迎来盈利能力跃升的标的。

一、 行业本质与生命周期定位：解析赛道内核与阶段坐标

核心属性与价值主张

• 业务本质界定：本行业属于典型的技术与研发驱动型业务。其根本方式是通过液体冷却这一物理手段，解决电子设备热管理问题，创造“温度可控、性能释放、能耗降低”的核心价值。
• 核心痛点与不可替代性：其解决的根本痛点是芯片功耗飙升与散热效率之间的物理矛盾。当前AI芯片（如英伟达GB系列、谷歌TPU v7）热设计功耗（TDP）已普遍逼近或超过1000W，传统风冷技术已达物理极限。液冷方案凭借液体相较于空气高出数千倍的比热容和导热系数，成为释放算力性能、保障系统稳定的唯一可行且高效的解决方案，在当前及可预见的未来具备明确的不可替代性。

细分市场图谱

市场类型

主要领域

规模与增速

潜力与定位

核心基石市场

大型云数据中心、智算中心

规模最大，增速最快

液冷渗透率提升的核心战场，决定行业天花板

新兴成长市场

高性能计算、超算中心、边缘计算节点

中型规模，高增速

追求极致PUE和空间效率，先进技术的试验田

潜在孵化市场

储能电站热管理、高端电子终端

当前规模小，技术导入期

为液冷技术提供第二增长曲线，潜力有待爆发

关键剖析维度

维度

核心特征与趋势

商业模式与资产属性

B2B模式，客户集中。呈现“轻解决方案+重制造know-how”特征，向“端到端”全链条解决方案发展。

价值链定位与利润池

重心在研发设计与系统集成，利润向“微笑曲线”两端（上游材料/部件、中游解决方案）聚集。

创新与政策节奏

技术迭代与芯片摩尔定律同步。政策“强扶持（PUE限制）与强规范（标准引导）”并举。

市场规模与空间测算

• 现状全景：2024年全球数据中心液冷市场规模正加速扩大。据国海证券测算，仅2026年英伟达GPU和ASIC芯片对应的液冷市场规模就有望达到约165亿美元。中国液冷服务器市场2024年规模约201亿元，增速显著高于全球。
• 天花板测算： 自上而下：据华创证券测算，仅英伟达GPU对应的冷板式液冷需求，2026年就可达173亿美元，若加上ASIC、AMD等芯片需求，全球市场规模天花板极高。 自下而上：以中国为例，参考中商产业研究院预测，2027年液冷服务器市场规模超400亿元，液冷数据中心市场规模同步快速扩张。长期来看，几乎所有高功率密度计算场景都将成为液冷的潜在市场。
• 阶段综合判断：行业 unequivocally 处于“快速成长期”渗透率：在AI数据中心这一核心市场，液冷渗透率正从个位数向两位数快速跨越，预计2026年达到33%-40%，正处于S型增长曲线的陡峭攀升阶段。技术成熟度：冷板式液冷技术已成熟并成为主流，浸没式等更先进技术正处于从“期望膨胀期”向“生产成熟期”过渡的关键阶段。企业盈利面：头部公司液冷业务收入占比快速提升，毛利率因产品结构优化而环比改善，业绩即将进入爆发期。资本热度：一级市场和二级市场对液冷赛道关注度极高，产业链各环节均有上市公司加大布局或跨界进入。

政策环境与周期共振

• 政策图谱与基调解读：国家及部委层面政策意图清晰，属于“战略鼓励”与“规范发展”相结合。“东数西算”工程对数据中心PUE的强制性要求，是推动液冷替代风冷的最直接政策动力。同时，政策也致力于推动液冷技术标准体系的建立，以解决当前生态割裂的问题。
• 生命周期综合定位：行业呈现出“强顺周期”与“弱经济周期”叠加的特征。其发展与技术周期（AI芯片迭代）和资本开支周期（全球CSP的算力投入）强相关，顺科技产业趋势而上。同时，因其需求源于数字经济发展的底层基础设施投入，相较于传统制造业，对宏观经济的短期波动敏感度相对较弱。

二、 供需动态解析：洞察增长引擎与结构瓶颈

需求端深度解构

• 需求本源与刚性分析：需求本源是技术革新（AI芯片） 与政策引导（绿色低碳） 的双重驱动。其刚性极强，当单机柜功率密度突破30kW，特别是迈向100kW时，液冷从成本与效能角度已成为“必需”选项，而非“可选”。支付意愿与能力直接取决于下游算力投资的景气度和对TCO（总拥有成本）的考量。
• 增长动能与结构演变：增长核心来自“量价齐升”。“量”源于AI服务器出货量的激增及液冷在其中渗透率的快速提升。“价”则因芯片功耗升级带来单机柜散热价值量增加，例如GB300较GB200机架液冷模块价值量有望增长20%以上。需求结构正从互联网行业快速向电信、金融、政府等多行业拓宽，并向更高散热效率的浸没式等技术演进。
• 持续性风险评估：需求增长的持续性高度依赖全球AI算力投资的景气周期。主要风险在于下游云厂商资本开支不及预期或AI应用发展遇冷。但中长期看，数字化转型和智能化升级的浪潮为行业需求提供了坚实底座。

供给端深入分析

• 竞争壁垒动态评估：行业核心壁垒正在动态强化，包括：1. 技术与专利壁垒：尤其在微通道设计、密封工艺、冷却液配方等方面；2. 客户认证与生态壁垒：进入英伟达、英特尔、谷歌等头部芯片及云厂商供应链需漫长认证，生态绑定深；3. 规模与制造Know-how壁垒：精密加工、一致性控制、成本优化能力需长期积累。当前，这些壁垒对于新进入者而言正在加高。
• 产能周期与供给弹性：液冷系统涉及精密加工和定制化设计，产能扩张需要时间和资本投入，供给弹性短期偏刚性。当前行业产能利用率处于高位，主要厂商均在积极扩产。预计未来1-2年，随着新产能陆续投放，供需紧张局面将逐步缓解，但拥有核心技术、绑定大客户的头部企业仍将处于供需紧平衡的有利位置。

三、 成长动能与盈利前景：量化推演与拐点预判

核心驱动因素排序

1. AI芯片功率密度跃升与液冷渗透率“奇点”：核心驱动力。英伟达、AMD、谷歌及国内自研ASIC芯片的功耗迭代，是推动液冷从“可选”到“必选”的根本物理法则。
2. 全球PUE能效政策法规的强制约束：加速驱动力。中国“东数西算”、欧美等地类似政策，使新建数据中心采用高效液冷方案从经济考量升级为合规前提。
3. TCO优势显现与老旧数据中心改造需求启动：潜在爆发点。当液冷系统的初期投资被其长期节省的电费、空间和运维成本摊平后，存量数据中心的规模化改造市场将打开。

前瞻指标跟踪

跟踪维度

关键指标/现象

解读与意义

渗透率“奇点”

CSP新建数据中心项目规划中液冷应用比例与功率密度

比例持续>50%标志渗透率进入快速爬升关键点

供应链与成本

关键原材料价格、核心部件出货量与均价、头部厂商毛利率

判断规模效应是否显现，盈利趋势如何

技术迭代

头部芯片厂商下一代散热设计、前沿技术专利与标准动向

预判主流技术路线演进方向与节奏

盈利模式与商业拐点

• 盈利模式演进：主流模式正从单纯的“卖产品”（冷板、CDU等）“卖解决方案”（全链条液冷系统）“卖服务”（设计、运维、改造）延伸。盈利实现的关键前提是构建覆盖研发、生产、交付、服务的完整能力闭环，并成为客户信赖的合作伙伴。
• 盈利拐点预测：行业的全面盈利拐点将与“渗透率S曲线”的加速点重合。参考多方预测，2025-2026年AI数据中心液冷渗透率将从20%左右向40%跃进，这正是行业越过15%-30%的爆发区间，进入因规模效应、供应链成熟和主流客户全面接受而带来的盈利能力和业绩增速双双提升的黄金时期。头部企业已提前于2025年下半年显现毛利率回升迹象。

四、 产业链博弈与竞争格局：绘制价值地图与玩家画像

当前，产业链的“链主”环节由上游核心部件/材料供应商和中游掌握全链条解决方案的集成商共同主导。利润池正随着技术升级向上游稀缺技术资源（如高端冷却液、精密CDU）集中，同时也在向中游具备强大研发、品牌和客户生态的解决方案龙头集中。下游的数据中心运营商和服务器品牌商是主要支付方，其议价能力虽强，但对可靠、高效散热方案的迫切需求削弱了其压价空间。

产业链结构与利润分布

环节

核心价值与活动

毛利率水平

议价能力关键

国内代表公司

利润池趋势

上游

提供高技术壁垒材料与核心部件

高 (30%-50%+)

技术独占性、专利、认证

巨化股份、英维克、三花智控、川环科技

向上集中

中游

系统集成与解决方案提供

中至高 (20%-35%)

全链条整合、研发响应、项目经验

英维克、曙光数创、高澜股份、紫光股份

分化加剧

下游

最终需求方与场景运营方

(不直接体现)

采购规模、资金实力、标准参与

浪潮信息、三大运营商、BAT等云厂商

相对稳定

竞争格局演化分析

• 竞争者多维画像： 玩家类型 核心特征 代表公司/方向 竞争策略全能龙头业务覆盖广，全链条能力，客户生态深 英维克 发挥规模、技术、品牌综合优势差异化专家在特定技术路径上壁垒深厚 曙光数创(浸没式) 聚焦高壁垒利基市场，构筑案例优势颠覆性新势力从相关领域跨界切入，凭借制造/技术积累 三花智控、银轮股份、川环科技 在核心部件市场破局，快速切入供应链
• 集中度与演变趋势：中游解决方案和上游核心部件市场，集中度正在快速提升。拥有全链条能力的厂商和关键部件的头部供应商，市场份额随着大客户订单的集中而扩大。市场正从早期参与者众多的“分散”状态，加速走向以少数技术领先企业为核心的“集中”格局。
• 潜在替代风险：短期内，液冷技术本身没有可见的替代性技术威胁。长期的颠覆性风险可能来自芯片架构的彻底革新（如光子计算、超导计算从根本上降低发热），但这类技术成熟并商业化落地尚需十年以上周期，对当前液冷赛道不构成实质性影响。

五、 技术路线对决与研发实力：决胜未来的核心变量

技术路线对比研究

技术路线

极限性能

当前成本

量产成熟度

供应链自主可控性

技术延伸潜力

综合判断(时间维度)

冷板式液冷

单柜<150kW

较低

较高

向微通道(MLCP)等升级

短期(1-2年)绝对主流

浸没式液冷

单柜>300kW+

中(规模化前期)

中(材料国产替代中)

应对超高功耗的终极方案之一

中期(3-5年)渗透率快速提升

相变冷板/微通道盖板

应对>2000W TDP

很高

低(产业化前沿)

较低(全球研发竞争)

下一代主流技术核心候选

长期(5年以上)有望成为新标准

综合判断：未来3-5年将是“冷板式为主流，浸没式为方向，新一代技术加速突破”的多种路线并存格局。投资上应关注在主流路线上有坚实基本盘，同时在前沿路线上有深厚储备的公司。

企业研发实力地图与主流技术领域公司一览

技术领域

技术领导者(国内代表)

核心优势/突破

量产/商用进展

冷板式液冷

英维克、高澜股份、服务器OEM厂商

全链条能力、微通道技术、高性价比

大规模商用，当前业绩主力

浸没式液冷

曙光数创、科华数据、川润股份

单相/相变技术、大型项目部署经验、低PUE

示范项目已部署，走向规模化

关键材料/设备

巨化股份(冷却液)、英维克(CDU)、三花智控/盾安环境(阀件)

氟化液国产替代、CDU精密控流、阀件精密制造

加速国产化导入，进入头部供应链

六、 全球视野与中国机遇：定位、风险与韧性

全球产业格局与中国定位

• 全球分工地图：目前，研发设计与标准制定仍由英特尔、英伟达、谷歌等芯片与云计算巨头主导；高端制造与品牌方面，Vertiv（维谛）、台达电等在CDU等关键部件上仍具优势；大规模制造与供应链则高度集中于中国大陆及台湾地区。
• 中国角色演变：中国目前是全球最大的液冷应用市场和核心制造基地，正从“制造工厂”和“最大市场”向“创新源头”与“标准共同制定者”攀登。机遇在于：国内庞大的算力需求为技术迭代提供了最佳试验场；“东数西算”等政策创造了领先的规模化应用场景。挑战在于：在尖端材料（如特定氟化液）、极致精密设备等方面仍需补强；需要更深入地参与甚至主导全球技术标准的制定。

宏观风险与韧性测试

• 经济周期敏感性：行业属于弱经济周期属性。其需求与全球科技企业的资本开支周期（尤其是云基础设施投资）相关性更高，而这类投资受短期宏观经济波动的影响相对较小，更多由长期数字化转型和AI竞争的战略性需求驱动。
• 地缘政治与供应链安全：产业链的脆弱点明确存在于上游高端冷却液、精密传感与控制芯片等领域。应对策略正在显效：国产替代在冷却液（巨化股份等）、CDU、管路等环节加速推进；供应链多元化被企业积极实践；凭借国内市场的规模优势和快速响应能力，中国液冷企业正获得更多全球客户的青睐，甚至有望直接进入英伟达等巨头的一级供应体系。

七、 A股核心上市公司投资价值对比分析

筛选标准：依据行业关联度（主营业务与液冷直接相关）、市值流动性（具备一定交易规模）、业务纯粹度（液冷业务贡献清晰或战略地位明确）及产业链代表性，筛选出以下12家核心A股上市公司。

以下是这12家公司的核心投资要素横向对比概览：

公司

投资分类

关联度

核心业务

护城河

投资逻辑

英维克 (002837)

基石型

极高

从冷板、CDU到全链条液冷解决方案

技术全面，获国际认证，全链条服务能力

行业确定性增长直接受益者，业绩弹性大

曙光数创 (872808)

成长型

极高

浸没式液冷数据中心基础设施

浸没式技术壁垒高，超算案例优势显著

捕捉浸没式液冷从1到N的成长红利

高澜股份 (300499)

成长型

数据中心液冷产品与系统

技术积累深厚，客户覆盖广泛

液冷业务占比提升，受益行业高景气

申菱环境 (301018)

成长型

数据服务空调、液冷温控系统

与华为等大客户深度合作，场景理解深

从风冷到液冷的平滑过渡者，客户协同强

紫光股份 (000938)

基石型

液冷服务器及全栈解决方案

强大服务器品牌与渠道，规模化交付能力

算力设备核心载体，直接受益于液冷渗透

浪潮信息 (000977)

基石型

各类液冷服务器

市场份额优势，与互联网大客户关系紧密

行业贝塔强载体，液冷升级带动价值量与份额

中科曙光 (603019)

成长型

计算设备、存储、液冷基础设施

国家队背景，全栈算力布局，控股曙光数创

稀缺的“算力+液冷”一体化标的，战略价值突出

川环科技 (300547)

成长型

较高

液冷服务器管路

车规级管路技术迁移，获主流供应商认证

国产替代与供应链弹性标的，受益需求放量

巨化股份 (600160)

成长型

较高

氟化工产品，包括数据中心冷却液

氟化工产业链一体化优势，国产替代核心

液冷核心材料“卖水人”，技术壁垒高，格局优

飞荣达 (300602)

成长型

较高

导热材料、散热模组、液冷部件

电磁屏蔽与导热技术积累，客户资源广泛

多技术路线布局，提供散热综合解决方案

科华数据 (002335)

成长型

较高

UPS、数据中心产品，布局液冷解决方案

电力电子技术基础，数据中心全生命周期服务

业务协同性强，液冷成为新增长点

润泽科技 (300442)

观察型

较高

数据中心托管服务

稀缺的超大规模园区式数据中心资产

作为下游用户，是行业景气度的观察窗口

报告总结与核心结论

1. 行业阶段判断：液冷散热行业正处于由AI算力需求引爆的快速成长期前期，渗透率在2025-2026年面临从“量变”到“质变”的飞跃，是典型的成长型赛道。
2. 投资逻辑核心：投资应聚焦“确定性趋势下的结构性机会”。即把握液冷替代风冷的确定性趋势，并从中寻找在技术路线（尤其是下一代技术）、产业链环节（高附加值部件）、客户生态（绑定头部芯片及云厂商）上具备结构性优势的龙头企业。
3. 风险提示：需密切关注 ①技术路线迭代风险（如微通道技术对传统冷板的潜在替代）；②竞争加剧风险（跨界玩家涌入可能导致价格压力）；③下游需求波动风险（全球AI算力资本开支的节奏变化）。
4. 配置建议：建议采取“核心-卫星”策略进行组合配置。将基石型公司（如英维克、紫光股份）作为底仓，分享行业整体增长；配置成长型公司（如曙光数创、高澜股份、申菱环境、关键材料部件商）以博取超额收益；将观察型公司作为行业景气度的跟踪指标。