20230411-温控液冷AIGC按下加速键-招商证券

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|行业深度报告2023年

04月

11日推荐（维持）温控液冷，AIGC

按下加速键数字经济“算力网络”系列

7：TMT及中小盘/通信行业规模本篇报告分析了算力需求提升对于数据中心液冷温控方案的需求拉动，我们认为，随着数据中心单机柜平均功率密度的持续增加，液冷温控方案的能力与经济性优势将会持续凸显。国内互联网厂商陆续推出

AIGC

产品，将为液冷解决方案市场带来全新增量，维持对通信行业的“推荐”投资评级。占比%3.7股票家数（只）总市值（亿元）流通市值（亿元）18130177214223.52.9❑

算力需求提升带动服务器功耗走高，液冷散热成为有效解决方案。随着大模型等系列

AIGC产品的商业化落地，AI服务器的需求将会快速提升，其中大量的高功率

CPU、GPU芯片将带动整台

AI服务器功耗走高。未来

AI集群算力密度普遍有望达到

20-50kW/柜，自然风冷技术一般只支持

8-10kW，冷热风道隔离的微模块加水冷空调水平制冷在机柜功率超过

15kW后性价比大幅下降，液冷散热方案的能力与经济性优势逐步凸显。行业指数%1m13.710.3通信6m12m36.439.4绝对表现相对表现46.235.9(%)60沪深30040200❑

数据中心液冷技术路径主要有冷板式液冷、浸没式液冷、喷淋式液冷三大类。目前市场上主流的液冷技术共有冷板式、浸没式和喷淋式三种。对比来看，冷板式液冷技术改造成本低、技术最成熟，浸没式和喷淋式液冷技术冷却效果更好，但改造成本高，且现阶段落地应用较少。-20Apr/22Aug/22Nov/22Mar/23❑

我国

IDC温控市场不断扩容，国产品牌市场份额持续提升。根据产业在线数据，2021年我国机房专用空调市场规模达

50.09亿元，同比增长

14.9%，其中风冷/冷冻水/其他技术形式的占比分别为

56.8%/30.81%/12.39%，风冷技术仍然占据主导地位。竞争格局方面，英维克、申菱等国产品牌的份额持续提升，2021年英维克机房专用空调营收

7.49亿元，同比增长

30.61%。预计未来随着

AI服务器需求量的快速增长、液冷温控方式加速导入，国产厂商将迎来全新的发展机遇。资料来源：公司数据、招商证券相关报告1、《运营商系列报告

5：解析运营商产业链

，把

握数

字经

济全

景图》2023-03-132、《数字经济系列报告

3：数字中国规划推出，或驱动光模块技术升级与需求爆发》2023-03-02❑

预计国内互联网厂商推出大模型将带来近百亿液冷解决方案市场增量空间，TCO优势逐步凸显。根据我们的测算结果，国内互联网大厂

AIGC算力模型的应用有望带来

34.41亿冷板式液冷增量与

58.99亿元浸没式液冷增量，总计

93.4亿元液冷解决方案市场空间。3、《数字经济系列报告

2：把握数字经济投资脉搏》2023-03-02梁程加S1090522060001CAPEX方面，冷板式液冷系统单

ITkW投资将低于传统风冷系统；OPEX方面，液冷解决方案将低于传统风冷方案。综合整个

TCO角度分析，当单机柜功率>15kW时，冷板式液冷

TCO优势明显；当单机柜功率>30kW时，浸没式液冷开始出现优势。liangchengjia@胡小禹S1090522050002huxiaoyu1@董瑞斌S1090516030002国内液冷温控解决方案供应商【英维克】、【申菱环境】（机械组覆盖）、【高澜股份】（电新组覆盖）、【同飞股份】（中小盘联合覆盖）、【佳力图】（计算机组覆盖）、【依米康】（家电组覆盖）等在数据中心液冷解决方案均有研发储备和一定进展，建议关注。dongruibin@刘玉萍S1090518120002liuyuping@游家训S1090515050001youjx@❑

风险提示：算力投资不及预期的风险、产业竞争加剧风险、地缘政治风险史晋星S1090522010003shijinxing@孙嘉擎S1090523040001sunjiaqing@敬请阅读末页的重要说明更多一手调研纪要和研报数据加V：shuimu9870行业深度报告正文目录一、

液冷温控系统在高性能智算/超算中心不可或缺...................................................................................................61、

后摩尔定律时代芯片算力与功耗同步大幅度提升

..........................................................................................62、

AI拉动算力密度从

8KW/柜提升到

50KW/柜

.................................................................................................8二、

不同液冷技术的工作原理

..................................................................................................................................101、

冷板式液冷是目前成熟度最高、应用最广泛的液冷技术

.............................................................................102、

浸没式液冷是最常见的直接接触型液冷技术，散热效率高..........................................................................113、

喷淋式液冷是面向

IT设备精准喷淋、直接接触式的液冷技术.....................................................................124、

液冷方式对比：浸没式冷却效果最佳，冷板式技术最成熟..........................................................................13三、

液冷行业竞争格局与市场规模

...........................................................................................................................151、

收入端：高算力需求推动

IDC数据中心发展，为液冷服务器市场提供土壤

...............................................152、

竞争格局：海外液冷竞争格局分散，中国企业厚积薄发实现商业化突围....................................................163、

成本端：散热能耗是高电力成本主要因素，高效冷却手段有助于

IDC降本

...............................................184、

液冷解决方案市场空间：大模型应用预计将带来近百亿液冷解决方案市场空间.........................................20四、

温控解决方案标的梳理

......................................................................................................................................221、

英维克：精密温控节能解决方案提供商，算力时代加速液冷产品线升级....................................................222、

申菱环境：专用空调设备提供商，助力数据中心低碳节能发展

..................................................................263、

高澜股份：纯水冷却设备出身，逐步向新能源、信息通信热管理拓展........................................................314、

同飞股份：深耕工业温控领域，凭借液冷技术积累发力数据中心领域........................................................345、

佳力图：专注机房环境节能控温设备，延伸至下游

IDC优化产业链布局...................................................376、

依米康：以精密空调起家的数字基建全生命周期绿色解决方案服务商........................................................41图表目录图

1：Intel/NVIDIA历年

CPU/GPU功耗变化

.............................................................................................................6图

2：服务器功耗、机架功耗/使用空间计算方法........................................................................................................8图

3：全球数据中心单机柜功率变化情况及预测（kW）

............................................................................................8图

4：机柜功率密度所对应的散热冷却方式

................................................................................................................8图

5：2021年国内全行业数据中心单机柜平均功率密度占比（%）

..........................................................................9图

6：2022年国内全行业数据中心单机柜平均功率密度占比（%）

..........................................................................9图

7：冷板式液冷系统部件拆分图..............................................................................................................................10图

8：冷板式液冷整体链路图

....................................................................................................................................11图

9：IT机箱单相浸没技术示意图

............................................................................................................................11敬请阅读末页的重要说明2更多一手调研纪要和研报数据加V：shuimu9870更多资料加入知识星球：水木调研纪要关注公众号：水木纪要行业深度报告图

10：水池单相浸没技术示意图

..............................................................................................................................12图

11：水池两相浸没技术示意图

..............................................................................................................................12图

12：喷淋式液冷系统工艺流程原理图

...................................................................................................................13图

13：2017-2024年中国

IDC市场规模及预测（亿元）.........................................................................................15图

14：2021年中国在运营

IDC机柜资源地域分布

..................................................................................................15图

15：数据中心工作负载发展趋势...........................................................................................................................15图

16：2020年全球数据中心平均单机架功率情况

...................................................................................................15图

17：2017-2021年我国机房专用空调细分产品销售规模及

yoy（亿元，%）

.......................................................16图

18：2020-2021年我国机房专用空调细分产品结构占比.......................................................................................16图

19：2021年我国机房专用空调细分品牌销售规模及

yoy（亿元，%）................................................................16图

20：21年我国机房风冷空调品牌销售规模（亿元）

.............................................................................................16图

21：21年我国机房冷冻水空调品牌销售规模（亿元）..........................................................................................16图

22：国内外液冷服务器发展历程...........................................................................................................................17图

23：2020年中国液冷数据中心厂商竞争力矩阵图

...............................................................................................17图

24：数据中心

Capex结构

....................................................................................................................................18图

25：数据中心

Opex结构

......................................................................................................................................18图

26：2019年中国数据中心能耗分布

.....................................................................................................................18图

27：新增液冷解决方案市场空间测算

...................................................................................................................21图

28：英维克发展历程.............................................................................................................................................23图

29：2016-2022Q3英维克营业收入与归母净利润情况与增速（亿元，%）

........................................................23图

30：2016-2022Q3英维克毛利率、净利率情况（%）.........................................................................................23图

31：2017-2022H1英维克各业务板块收入情况（亿元）

.....................................................................................24图

32：2021年英维克各板块业务收入占比（%）....................................................................................................24图

33：英维克各业务板块下游客户...........................................................................................................................25图

34：英维克液冷产品情况......................................................................................................................................26图

35：申菱环境发展历程

.........................................................................................................................................27图

36：2016-2022Q3申菱环境营业收入与归母净利润情况与增速（亿元，%）.....................................................28图

37：2016-2022Q3申菱环境毛利率、净利率情况（%）

.....................................................................................28图

38：2017-22H1申菱环境各业务板块收入情况（亿元）......................................................................................28图

39：2021年申菱环境各板块业务收入占比（%）................................................................................................28图

40：申菱环境各业务板块下游客户

.......................................................................................................................29图

41：申菱数据中心液冷温控系统...........................................................................................................................30敬请阅读末页的重要说明3更多一手调研纪要和研报数据加V：shuimu9870gWbWuZlWkWvYpY8OcMbRnPnNsQtQlOpPmQkPnMtR8OoOvNMYpOzRMYsQxO行业深度报告图

42：公司液冷温控系统应用于中国移动南方基地

.................................................................................................30图

43：高澜股份发展历程

.........................................................................................................................................31图

44：2016-2022Q3高澜股份营业收入与归母净利润情况与增速（亿元，%）.....................................................32图

45：2016-2022Q3高澜股份毛利率、净利率情况（%）

.....................................................................................32图

46：2019-2022H1高澜股份各业务板块收入情况（亿元）

.................................................................................32图

47：2021年高澜股份各板块业务收入占比（%）................................................................................................32图

48：高澜股份主要客户

.........................................................................................................................................33图

49：高澜股份数据中心温控技术发展过程及液冷解决方案...................................................................................34图

50：同飞股份主要产品演变情况...........................................................................................................................35图

51：2017-2022Q3同飞股份营业收入与归母净利润情况与增速（亿元，%）.....................................................35图

52：2017-2022Q3同飞股份毛利率、净利率情况（%）

.....................................................................................35图

53：2017-2022H1同飞股份各业务板块收入情况（亿元）

.................................................................................36图

54：2021年同飞股份各板块业务收入占比（%）................................................................................................36图

55：同飞股份各业务板块主要客户

.......................................................................................................................37图

56：同飞股份数据中心液冷、间接蒸发冷产品示例..............................................................................................37图

57：同飞股份风墙产品示例..................................................................................................................................37图

58：佳力图发展历程..............................................................................................................................................38图

59：2017-2022佳力图营业收入与归母净利润情况与增速（亿元，%）..............................................................39图

60：2017-2022佳力图毛利率、净利率情况（%）...............................................................................................39图

61：2018-2022佳力图各业务板块收入情况（亿元）...........................................................................................39图

62：2022年佳力图各板块业务收入占比（%）

....................................................................................................39图

63：佳力图核心下游客户......................................................................................................................................40图

64：依米康发展历程..............................................................................................................................................42图

65：2017-2022Q3依米康营业收入与归母净利润情况与增速（亿元，%）

.........................................................43图

66：2017-2022Q3依米康毛利率、净利率情况（%）..........................................................................................43图

67：2018-2022H1依米康各业务板块收入情况（亿元）......................................................................................43图

68：2022H1依米康各板块业务收入占比（%）

...................................................................................................43图

69：依米康核心下游客户......................................................................................................................................44图

70：通信行业历史

PEBand...................................................................................................................................46图

71：通信行业历史

PBBand...................................................................................................................................46表

1：Intel第四代至强处理器（节选）.......................................................................................................................6敬请阅读末页的重要说明4更多一手调研纪要和研报数据加V：shuimu9870更多资料加入知识星球：水木调研纪要关注公众号：水木纪要行业深度报告表

2：AI服务器

CPU/GPU情况及功耗.......................................................................................................................7表

3：AI服务器系统整体功耗（以

NVIDIADGXA100640GB为例）

......................................................................7表

4：三种液冷方式对比

...........................................................................................................................................13表

5：TCO分析假定边界条件...................................................................................................................................19表

6：三种情况下的风冷/液冷系统

CAPEX比较

......................................................................................................19表

7：风冷/液冷系统

OPEX比较

..............................................................................................................................19表

8：风冷/液冷系统

TCO比较.................................................................................................................................20表

9：新增液冷解决方案市场空间测算假设与测算结果............................................................................................20表

10：主要标的液冷温控技术与产品对比................................................................................................................22表

11：英维克分业务营收及毛利率...........................................................................................................................24表

12：英维克机房温控产品（部分）

.......................................................................................................................25表

13：申菱环境分业务营收及毛利率

.......................................................................................................................28表

14：申菱环境数据中心温控产品（部分）

............................................................................................................30表

15：高澜股份分业务营收及毛利率

.......................................................................................................................32表

16：同飞股份分业务营收及毛利率

.......................................................................................................................36表

17：佳力图分业务营收及毛利率...........................................................................................................................39表

18：佳力图

IDC产品（部分）

..............................................................................................................................41表

19：依米康分业务营收及毛利率...........................................................................................................................43表

20：依米康关键制冷设备产品（部分）................................................................................................................44敬请阅读末页的重要说明5更多一手调研纪要和研报数据加V：shuimu9870行业深度报告一、液冷温控系统在高性能智算/超算中心不可或缺后摩尔定律时代下

CPU/GPU芯片的功耗随着算力能力的提高而大幅提升，Intel、AMD主流系列处理器功耗已达到350W/400W，NVIDIAH100计算卡最大功耗可至

700W，已经突破传统风冷系统散热能力范畴。同时，随着大模型等系列

AIGC产品的商业化落地，对于

AI服务器的需求将会快速提升，AI服务器中大量使用高功率

CPU、GPU芯片，带动整台

AI服务器功耗走高，用于训练

ChatGPT的

NVIDIAA100服务器的最大功耗已达

6.5kW。受制于建设面积等客观因素，增加单机柜功率密度成为调和快速增长的算力需求与有限的数据中心承载力之间的有效方案。AI集群算力密度将达到

20-50kW/柜，2022年国内全行业数据中心单机柜平均功率密度中

8-12kW占比

15%，同比增长

7pct，12-20kW占比

10%，同比增长

7pct，高功率数据中心机柜占比迅速增加。自然风冷的数据中心单机柜密度一般只支持

8-10kW，冷热风道隔离的微模块加水冷空调水平制冷在机柜功率超过

15kW后性价比大幅下降，液冷散热成为解决算力爆发增长下高功率密度机柜温控的有效解决方案。1、后摩尔定律时代芯片算力与功耗同步大幅度提升后摩尔定律时代芯片算力与功耗同步大幅度提升，风冷散热技术面临严峻挑战。（1）CPU方面，随着内核数量的增加，处理器性能不断提高，带动处理器功率不断增加，特殊场景下（如高性能云计算）处理器将使用超频以提高运算性能，进一步提升功耗。Intel2023Q1发布的第四代至强处理器多款子产品热设计功耗达

350W、AMDEPYC9004系列处理器，单颗多达

96个核心，最大功率可达

400W。（2）GPU方面，2022年英伟达于

GTC大会上发布

H100计算卡，其具有

SXM、PCIe5.0两种样式，最高功耗可达

700W，已超出传统风冷系统散热的能力范畴，于是英伟达直接在机架中整合液冷散热系统，取代传统的系统风冷散热。图

1：Intel/NVIDIA历年

CPU/GPU功耗变化NVIDIAIntel50040030020010002009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019资料来源：Intel官网、NVIDIA官网、招商证券表

1：Intel第四代至强处理器（节选）产品名称内核数量最大睿频频率4.00GHz处理器基本频率2.90GHz热设计功耗270W250W300W270W350W300W300W300W300W350W330W330WPlatinum8444HPlatinum8450HPlatinum8452YPlatinum8454HPlatinum8458PPlatinum8460HPlatinum8460Y+Platinum8461VPlatinum8462Y+Platinum8468Platinum8468HPlatinum8468V1628363244404048324848483.50GHz2.00GHz3.20GHz3.40GHz3.80GHz3.80GHz3.70GHz3.70GHz4.10GHz3.80GHz3.80GHz3.80GHz2.00GHz2.10GHz2.70GHz2.20GHz2.00GHz2.20GHz2.80GHz2.10GHz2.10GHz2.40GHz敬请阅读末页的重要说明6更多一手调研纪要和研报数据加V：shuimu9870更多资料加入知识星球：水木调研纪要关注公众号：水木纪要行业深度报告Platinum8470Platinum8470NPlatinum8470QPlatinum8471NPlatinum8480+5252525256603.80GHz3.60GHz3.80GHz3.60GHz3.80GHz3.50GHz2.00GHz1.70GHz2.10GHz1.80GHz2.00GHz1.90GHz350W300W350W300W350W350WPlatinum8490H资料来源：Intel官网、招商证券➢算力升级大趋势下

AI服务器渗透率快速提升，A100服务器最大功耗可达

6.5kW。AI服务器由于涉及到多个大数据集并部署可伸缩的神经网络算法，一般采用异构形式架构，根据实际需求采用

CPU+GPU、CPU+TPU、CPU+其它的加速卡的组合方式。根据

IDC数据，2022年全球

AI服务器市场规模达

202亿美元，同比增长

29.8%，占服务器市场规模的比例为

16.4%，同比提升

1.2pct，预计随着

AI大模型推理与训练需求的持续增长，AI服务器渗透率将会持续提升。相比于传统服务器，AI服务器的

CPU/GPU功耗也随之走高，如

H3C面对通用计算、AI应用的

UniServerR4950G6、UniServerR5350G6服务器，其采用

AMDEPYC9004系列处理器，最大功率将达到

400W。对于整机而言，以训练

ChatGPT的

NVIDIADGXA100640GB为例，其采用双路

AMDRome7742与

8颗

NVIDIAA10080GBTensorCoreGPU，最大整体功耗达到

6.5kW。表

2：AI服务器

CPU/GPU情况及功耗生产厂家产品型号CPUGPU支持

2颗

AMDEPYC9004系列处理器，单颗

支持多达

4块双宽或

10块单UniServerR4950G6多达

96个核心，最大功率

400W支持

2颗

AMDEPYC9004系列处理器，单颗多达

96个核心，最大功率

400W宽

GPU卡UniServerR5350G6UniServerR5500G5支持多达

10张双宽

GPUH3C最大支持

2颗

AMDEPYC（第二代）处理器，最高

64核，最大支持功率

280WApollo6500Gen10Plus支持

2颗

AMDEPYC7002/7003系列处理器，NVIDIAHGXA1008-GPUNVIDIAHGXA1008-GPU（ProLiantXL675d）可支持最高功耗达

280W2颗

270WIntelIceLake处理器2颗

280WAMDEPYC处理器NF5688M68颗

NVIDIAA800GPU8颗

NVIDIAA800GPUNF5488A5浪潮信息中兴通讯NF5468M62颗

230W第三代智能

Intel至强可扩展处理器

支持

8块

8块

350WGPU卡支持

2个双宽

GPU或

4个单NF5280A6R5300G52颗

280WAMDEPYCTMMilan系列处理器宽

GPU2颗

SapphireRapidsCPU，最大功率

350W-资料来源：H3C官网、浪潮信息官网、中兴通讯微信公众号、招商证券表

3：AI服务器系统整体功耗（以

NVIDIADGXA100640GB为例）系统规格CPUGPU双路

AMDRome7742、共

128个核心、2.25GHz（基准频率）、3.4GHz（最大加速频率）8颗

NVIDIAA10080GBTensorCoreGPU640GBGPU显存操作系统：2个

1.92TBM.2NVME驱动器内部存储：30TB（8个

3.84TB）U.2NVMe驱动器存储NVIDIANVSwitch65petaFLOPSAI10petaOPSINT8最大

6.5kW性能系统功耗资料来源：NVIDIA、招商证券敬请阅读末页的重要说明7更多一手调研纪要和研报数据加V：shuimu9870行业深度报告图

2：服务器功耗、机架功耗/使用空间计算方法资料来源：CDCC、产业调研、招商证券2、AI拉动算力密度从

8KW/柜提升到

50KW/柜数据中心单机柜平均功率密度逐年提升，AI集群算力密度普遍达到

50kW/柜。算力的爆发式增长需要海量的服务器进行支撑，但受制于数据中心建设面积等客观因素，增加单机柜功率密度成为调和快速增长的算力需求与有限的数据中心承载力之间的有效方案。根据赛迪顾问《中国液冷数据中心发展白皮书（2020）》数据，预计

2025年全球数据中心单机柜平均功率有望突破

25kW，其中，根据

ODCC《冷板式液冷服务器可靠性白皮书》数据，AI集群算力密度有望达到

20-50kW/柜。根据

CDCC统计数据，2021年国内全行业数据中心单机柜平均功率密度中

8-12kW占比

8%、12-20kW占比

3%；2022年国内全行业数据中心单机柜平均功率密度中

8-12kW占比

15%，同比增长

7pct，12-20kW占比

10%，同比增长

7pct，高功率数据中心机柜占比迅速增加。自然风冷的数据中心单机柜密度一般只支持

8-10kW，冷热风道隔离的微模块加水冷空调水平制冷在机柜功率超过

15kW后性价比大幅下降。未来，随着数据中心设备发热量持续增大，散热冷却系统移热速率亟需与产热速率相匹配，否则机柜温度不断升高将导致算力下降并损害设备，此时，液冷散热方案在散热能力与经济性上的优势逐步凸显。➢大型第三方数据中心企业客户订单中已明确出现液冷机柜需求。如超大规模数据中心整体解决方案提供商润泽科技表示“部分外地所开发的客户在进行数字化转型业务时，需要公司提供液冷机柜，要求为

20kW或

30kW”、“冷板式液冷为公司未来的一个主流技术方向，客户对此接受度较好，已经开始准备批量交付液冷机房”。未来，随着企业数字化改造的深入推进、算力需求的不断提升，需求端对于

20kW以上的高功率液冷机柜的接纳度也将持续提高。图

3：全球数据中心单机柜功率变化情况及预测（kW）

图

4：机柜功率密度所对应的散热冷却方式30.025.020.015.010.05.00.0200820162020E2023E2025E资料来源：ColocationAmerica、赛迪顾问、招商证券资料来源：《绿色高能效数据中心散热冷却技术研究现状及发展趋势》、招商证券敬请阅读末页的重要说明8更多一手调研纪要和研报数据加V：shuimu9870更多资料加入知识星球：水木调研纪要关注公众号：水木纪要行业深度报告图

5：2021年国内全行业数据中心单机柜平均功率密度

图

6：2022年国内全行业数据中心单机柜平均功率密度占比（%）

占比（%）12-20kW3%2-4kW6%12-20kW10%2-4kW15%8-12kW8%8-12kW15%4-6kW49%6-8kW34%4-6kW45%6-8kW15%资料来源：CDCC、招商证券资料来源：CDCC、招商证券敬请阅读末页的重要说明9更多一手调研纪要和研报数据加V：shuimu9870行业深度报告二、不同液冷技术的工作原理液冷技术按照液体与发热器件的接触方式，可分为“间接接触型”和“直接接触型”两大类。间接接触型液冷技术是指服务器热源与液冷剂之间没有直接接触的换热过程，其中，冷板式液冷是最典型的间接接触型液冷技术；直接接触型液冷技术是将发热部件与直液冷剂直接接触的冷却方式，主要有浸没式液冷和喷淋式液冷两种技术，其中，浸没式液冷最为典型。对比来看，冷板式液冷技术改造成本低、技术最成熟，浸没式和喷淋式液冷技术冷却效果更好，但改造成本高，且现阶段落地应用较少。1、冷板式液冷是目前成熟度最高、应用最广泛的液冷技术冷板式液冷是最典型的间接式接触型液冷技术。冷板式液冷系统包括了水冷板、管道、快插接头、分液器、冷却液分配单元（CDU）与室外冷却设备等组件。在冷板式液冷系统中，服务器芯片等发热器件不直接接触冷却液，而是通过与装有液体的冷板直接接触来散热，或者由导热部件将热量传导到冷板上（冷板通常是由铜、铝等高导热金属构成的封闭腔体），然后通过冷板内部液体循环带走热量。由于服务器芯片等发热器件不用直接接触液体，所以冷板式液冷对现有服务器芯片组件及附属部件改动量较小，可操作性更强、目前成熟度最高、应用最广泛。图

7：冷板式液冷系统部件拆分图资料来源：英维克、招商证券冷板式液冷数据中心散热系统主要由由室外（一次侧）和室内（二次侧）两部分组成。一次侧通过冷却液体与发热部件的热量进行相互交换的方式降低冷却液的温度；二次侧完成发热部件与冷却液体热量的交换，液体升温带走部件热量。在运行过程中，机房外冷却塔中的冷却液通过室内冷量分配单元（CDU）提供冷却液循环动力，经其二次侧输出并与服务器中高发热量的电子元器件（CPU、GPU、内存等）导热冷板直接进行热交换，形成的热液经

CDU输出到室外冷却塔进行冷却，从而构成整个循环过程，在冷板式液冷散热方式中，硬盘、电源等发热量较小的器件或单元仍旧采用风冷方式散热。敬请阅读末页的重要说明10更多一手调研纪要和研报数据加V：shuimu9870更多资料加入知识星球：水木调研纪要关注公众号：水木纪要行业深度报告图

8：冷板式液冷整体链路图资料来源：蓝海云

GPU、招商证券2、浸没式液冷是最常见的直接接触型液冷技术，散热效率高浸没式液冷是最常见的直接接触型液冷技术。该技术通过将发热器件直接浸没于特殊定制的箱体中，通过直接接触不导电的冷却液体进行热交换，从而达到冷却目的，相比冷板式液冷技术，浸没式液冷散热效率更高，噪音更低（完全没有风扇），更加节能。按照冷却液在循环散热过程中是否发生相变，浸没式液冷分为单相浸没和两相浸没两种类型：（1）单相浸没式：单相浸没式液冷中冷却液不会发生相变。单相浸没在浸没式单相液冷中，发热部件直接浸没在冷却液中进行热交换，循环泵将吸收了热量的冷却液导入热交换单元，在热交换单元中冷却后再循环回到箱体中为发热部件散热，冷却液在循环散热过程中始终保持液相。由于要确保冷却液不发生气化，单相浸没技术通常需要使用高沸点的冷却液，例如矿物油、合成油、天然油等氟碳化合物和碳氢化合物，冷却液挥发流失控制相对简单，与

IT设备有较好的电气兼容性，且不需要频繁补充，还易于卸载或更换服务器组件，提高了系统的可维护性。◼IT机箱单相浸没：该技术将服务器封装于密封机箱中，可作为普通机架式

IT设备或独立设备，电子元器件由绝缘液进行冷却，可通过自然对流、循环泵或者两者结合的方式进行冷却，换热器和泵可置于服务器内部，也可以安装在侧面。图

9：IT机箱单相浸没技术示意图资料来源：施耐德电气、招商证券◼水池单相浸没：使用水池方法（开放式水箱）时，浸没在水池中的服务器是通过垂直方式进行插拔的，这种方法多数采用集中式供电，同时向水池内的所有服务器供电，可通过自然对流、循环泵进行冷却，通过换热器将绝缘液中的热量传递至水回路，此方法通常使用油基绝缘液作为流体。敬请阅读末页的重要说明11更多一手调研纪要和研报数据加V：shuimu9870行业深度报告图

10：水池单相浸没技术示意图资料来源：施耐德电气、招商证券单相浸没式液冷的主要优势在于：冷却液价格相对更低，从而压低了部署成本；冷却液不会发生相变的特性使得运维人员没有吸入蒸汽的风险，更利于维护。（2）两相浸没式：两相浸没式液冷的冷却液在循环散热过程中，会不断经历从液态到气态，再从气态回到液态的相变。服务器完全浸没在充满低沸点冷却液的密闭箱体中，冷却液受热沸腾发生相变，蒸汽逃逸并升腾至机箱顶部形成气相区，而后蒸汽遇到冷凝器再液化变为液体，继续回到箱体内部冷却循环。用于两相浸没式的冷却液需要有更稳定的物理特性。由于冷却液再热循环过程中不断发生相变，因此冷却液需要有良好的化学及热稳定性、无腐蚀性，并且需要合适的沸点、较窄的沸程范围和较高的汽化潜热，硅酸酯类、芳香族物质、有机硅、脂肪族化合物以及氟碳化合物均可用作冷却液。图

11：水池两相浸没技术示意图资料来源：施耐德电气、招商证券两相浸没式液冷的主要优势在于：传热效果最高效且最节能，足以满足高发热元器件对散热的极端要求，使得服务器可以保持满功率运行。3、喷淋式液冷是面向

IT设备精准喷淋、直接接触式的液冷技术喷淋式液冷系统是一种面向电子设备器件精准喷淋、直接接触式的液冷技术。喷淋式液冷系统主要由冷却塔、冷水机组、CDU、喷淋液冷机柜构成，冷却液经过

CDU后被泵通过管路输送至机柜内部，进入机柜后直接通过分液支管进敬请阅读末页的重要说明12更多一手调研纪要和研报数据加V：shuimu9870行业深度报告冷板式浸没式喷淋式采用双路环状循环对冷冻液实

通过室外冷却装置进行循环，降

采用循环泵，实现资源的再利用，降可循环现二次利用，降低运营成本低运营成本低运营成本PUE1.17-1.301.05-1.081.05-1.10资料来源：《数据中心液冷技术发展分析》、CDCC、招商证券敬请阅读末页的重要说明14更多一手调研纪要和研报数据加V：shuimu9870更多资料加入知识星球：水木调研纪要关注公众号：水木纪要行业深度报告三、液冷行业竞争格局与市场规模1、收入端：高算力需求推动

IDC数据中心发展，为液冷服务器市场提供土壤IDC市场规模呈现稳步增长，一线城市数据中心需求旺盛。随着云计算、大数据的发展以及中国对数字经济发展提出的期望，数据量将呈现稳步增长态势，提高了服务器等数据中心

IT设备的需求。据科智咨询，2021年中国

IDC市场规模达到了

3012.7亿元，同比增长

34.6%，预计

2024年将达到

6122.5亿元，期间

CAGR为

26.7%，增长迅速。IDC行业存在“以需定供”的属性，其发展具有明显的区域集聚特征，由于一线城市人口密度大、产业聚集度高、经济密集，数据中心率先在核心城市发展，2021年长三角地区在运营

IDC占比达到

28%，京津冀地区占比

27%，粤港澳大湾区占比

15%，三大地区为

IDC机房的主要分布地。图

13：2017-2024年中国

IDC市场规模及预测（亿元）

图

14：2021年中国在运营

IDC机柜资源地域分布80007000600050004000300020001000050%45%40%35%30%25%20%15%10%5%CAGR=26.7%19%28%5%6%15%27%0%2017

2018

2019

2020

2021

2022E

2023E

2024E长三角地区华中地区京津冀地区川渝地区粤港澳大湾区其他地区我国IDC市场规模（亿元）yoy资料来源：科智咨询、招商证券资料来源：科智咨询、招商证券IT工作负载结构迁移驱动液冷服务器发展。据

UptimeInstitute，近年来数据中心平均单机架功率不断提升，主要因为

IT工作负载的结构逐渐在由现场数据中心向云和托管服务进行转移，计算密集型工作负载（AI、IOT、区块链、VR、AR等）的激增拉高了承载这些应用负载的服务器设备（虚拟机、刀片机、高密服务器）的功耗，数据中心设计功率密度的大幅提升成为了液冷服务器渗透率提高的主要驱动因素。2020年，全球约有

25%的数据中心单机架功率为1-4kW，46%的数据中心单机架功率为

5-9kW，13%的数据中心单机架功率，只有

16%的数据中心平均功率密度超20kW，为了满足未来高算力负载需求，全球数据中心平均机架功率将保持提升。图

15：数据中心工作负载发展趋势图

16：2020年全球数据中心平均单机架功率情况2%

3%5%100%90%25%7%80%54%4%70%60%50%40%30%20%10%0%58%6%13%5%5%16%16%12%8%46%202020221-4kW/机架5-9kW/机架10-19kW/机架Saas主机托管公有云企业数据中心主机租用20-29kW/机架

30-39kW/机架

40-49kW/机架微型数据中心

服务器机柜≥50kW/机架资料来源：UptimeInstitute、招商证券资料来源：UptimeInstitute、招商证券敬请阅读末页的重要说明15更多一