一、液冷技术:解决数据中心散热压力的必由之路
1.1 液冷技术:解决数据中心散热压力的必由之路
液冷技术是解决数据中心散热压力的必由之路。液冷是一种采用液体带走发热器件热量的散热技术,通过冷却液体替代传统空气散热,充分利用了液体的高导热、高热容特性替代空气作为散热介质,同传统强迫风冷散热对比,液冷具有低能耗、高散热、低噪声、低 TCO等优势,适用于需提高计算能力、能源效率、部署密度等应用场景,已成为一种新型制冷解决方案,是解决数据中心散热压力和节能挑战的必由之路。
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1.2 液冷技术可根据冷却液是否与热器件接触分两类
根据冷却液是否与热器件接触,液冷技术可分为直接接触式和间接接触式两种。直接接触式是指将冷却液体与发热器件直接接触散热,包括单相浸没式液冷、两相浸没式液冷、喷淋式液冷;间接接触式是指冷却液体不与发热器件直接接触,通过散热器间接散热,包括单相冷板式液冷、两相冷板式液冷。其中,冷板式液冷采用微通道强化换热技术具有极高的散热性能,目前行业成熟度最高;而浸没式和喷淋式液冷实现了 100% 液体冷却,具有更优的节能效果。
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1.3 冷板式液冷系统:由室外侧和机房侧组成
冷板式液冷系统由室外侧(一次侧)和机房侧(二次侧)组成
一次侧(价值量占比30%):1)冷却部分可以选择冷水机组、冷却塔或干冷机的其一或组合;2)一次侧循环泵、管路、阀门与水处理部分,保证稳定流量与水质;3)监控与安全部分,包括温压传感、流量计、旁通/泄压、BMS/楼控等。
二次侧:1)CDU(价值量占比25%),包括板式换热器,二次侧冗余泵组(定/变频),膨胀/储液罐、过滤器/去离子组件、旁通回路、阀组、泄压与补液、传感器与控制器、漏液检测等。2)Manifold+快速接头(价值量占比20%),把CDU来的供/回液分配到每台服务器回路,同时实现免工具、少溢液的“快插/快断”,便于上架与维护。3)管路/水泵/阀件(价值量占比15-18%)以及冷却介质和辅材等(价值量占比5-8%)。
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二、液冷行业:伴随芯片升级液冷价值量提升,国产链加速入局
2.1 冷却系统&电源设备合计占AIDC价值量3-5%
AIDC价值量&成本拆分:
1)AI服务器:是AI服务器中价值量最高的部件,承担了大部分的计算任务和深度学习模型的训练与推理。在整个AI服务器的投入比例中,GPU通常占据较大的比例,大约在整体投入的30%至60%之间。
2)存储设备:在AI数据中心中起到关键的作用,用于存储大规模的数据集、训练数据和模型参数,约占总体的15%左右。
3)网络设备:提供高速、可靠的数据传输和连接,其比例较低,约占总体的15%至20%;
4)冷却系统和电源设备的比例相对较低,占总体的3-5%左右。
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2.2 行业逻辑一:液冷价值量随芯片升级而快速提升
目前液冷已经成为北美数据中心标配:
GB200 NVL72 采用机架式液冷设计,搭载 72 个 Blackwell GPU(18*4)和 36 个 Grace CPU(18*2)。GB200 NVL72 采用大面积液冷板设计采用“集成式”设计,1块大冷板覆盖1CPU+2GPU,成本优先。故一台GB200机架其计算托盘需36块大冷板;GB300采用“独立式”设计,为每颗GPU配备专属独立冷板,性能与精准散热优先。一台GB300机架其计算托盘需108块独立冷板。
液冷价值量伴随芯片升级而快速增长:
以GB300-GB200为例,根据我们测算,机架液冷模块价值量有望增长20%以上,未来随着rubin架构升级,液冷价值量有望进一步提升。
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2.3 行业逻辑二:英伟达开放供应链,国产链加速入局
1)代际切换下的交付逻辑演进:A50/H100 阶段为确保快速落地,英伟达采取“卖卡+指定独供”模式:关键配套由官方点名、单一供应商交付,路径短、节奏可控。进入 GB200/GB300,英伟达将重心前移至机柜内布与整机一致性,对柜外环节(CDU/HVDC/制冷/供电)给出参考设计与接口规范,由 ODM/OEM 主导选型集成;GB200 期间,维谛为唯一认证 CDU,至 GB300 转向“多供方可集成”,外围生态进入空间明显扩大。
2)商业模式驱动:由“毛坯交付”转向“精装标准化”。英伟达更偏向整机/整柜(卖卡低毛利、卖整机/整柜高毛利)。因此产品定位类似“高端公寓的精装修”:核心部件预选、标准统一、体验可复制。GB300 的“放权”是在统一标准前提下,允许 ODM 在柜外侧进行多供方比选与成本/交付优化,实现规模化复制与一致性并行。
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三、Rubin架构展望:微通道盖板&相变冷板为可选方案
3.1 微通道盖板&相变冷板有望适用Rubin架构
单相冷板无法适用于Rubin架构:
Rubin架构的热设计功耗(TDP)达到2300W,整柜功率约200KW,而单相冷板的设计上限为150KW/柜,因此无法适用于Rubin架构,需要引入新的液冷方案。
可行方案一:相变冷板:
相变冷板通过液体工质在冷板内吸收热量后发生相变(通常是液态到气态),利用相变过程中吸收的大量潜热来实现高效散热,一般来说相变冷板的介质为氟化液为主,适配单柜300KW+场景。
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3.2 微通道盖板VS传统冷板——散热效果大幅提升
传统的液冷板:通常采用宏观通道——毫米级通道、蛇形路径或平行歧管。这些设计在一定程度上效果良好,但会留下死区、较大的热梯度和有限的散热密度。
微通道盖板:核心是将高度密集的微尺度冷却液通道网络直接置于冷板基板下方或内部,通道宽度可从几十微米到几百微米不等,通道密度通常可达每平方厘米数百至数千个。其核心特征在于:1)极高的通道密度:与宏观通道相比,微通道显著增加了润湿表面积;2)减小的热边界层:微通道内的水力边界层很薄,增加了对流换热系数。3)短导热路径:热量从结点→导热界面材料→冷板壁→流体传递,中间体积最小,从而降低整体热阻。
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四、行业相关公司介绍
4.1 英维克:液冷龙头腾飞在即,海外业务取得突破
英维克系国内 AI 液冷领域的龙头,是国内少数具备 "冷板设计 —CDU— 冷却工质" 全链条能力的企业。
25Q1-Q3实现营收 40.26亿元,同比增长40.19%;实现归母净利润3.99亿元,同比增长13.13%。公司实现快速增长,主要系AI服务器需求爆发,推动液冷产品需求。
海外市场进展顺利,大客户谷歌实现突破:公司BHS-AP 平台冷板、UQD04快接头、分水器和机架式液冷CDU已通过英特尔测试与验证;24年10月OCP大会期间公司UQD快接头产品被列入英伟达MGX生态系统合作伙伴;25年10月13-16日举办的OCP大会上,公司推出基于谷歌Deschutes 5 CDU规格的CDU产品
4.2 宏盛股份:板翅式换热器领军者,切入AI液冷赛道
宏盛股份聚焦于板翅式换热器制造,为下游空气压缩机、工程机械以及液压系统生产厂商提供铝制板翅式换热器产品。
公司通过子公司无锡宏盛与苏州和信共同成立无锡和宏智散热,分别持股49%和51%。和信精密创始人为台湾籍人士,与服务器OEM厂商广达有合作关系。该合资公司有助于公司依托和信精密的产业链资源,切入英伟达供应体系。
4.3 申菱环境:全面布局液冷赛道,有望受益AI浪潮
申菱环境系国内专用空调领导者,主营业务包括数据服务空调、工业空调、特种空调。
提前布局液冷赛道,开启发展新纪元。公司自2011年开始研究数据中心液冷散热技术,搭建了国内较早的商用液冷微模块数据中心,并实现了长期稳定运行。公司推出的大液冷系统,,可提供一次侧的干冷器或蒸发冷干冷器、管路预制、二次侧的CDU、二次侧环网、Manifold等产品。核心客户方面,公司与国内核心公司合作紧密,预期随着H公司的AI算力设备出货量的增加,公司液冷产品的应用会进一步加快。
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