机床设备行业专题：AI算力散热新革命液冷加工设备新蓝海

内容目录液冷成为数据中心散热首选方案，市场规模快速提升 3数据中心机柜散热需求持续提升，液冷成为首选方案 3全球AICAPEX有望高增，驱动数据中心液冷市场快速发展 6冷板式方案占比高，零部件制造商提高CAPEX带动加工设备需求 7冷板式液冷方案应用占比高，单项冷板式方案增速更显著 7冷板和快接头价值量占比高，机加工和3D打印走向高精密化 8液冷板加工：CNC为主流方案，3D打印占比有望提升 9快接头：走心机为核心加工设备，车床与车铣复合中心需求有所提升 11液冷部件制造商增大资本开支，拉动相关加工设备采购需求 13投资建议:重点关注在数据中心液冷系统负责CNC机加工或打印类的公司 14风险提示 15图表目录图1.AI整机柜功耗持续提升 3图2.数据中心温控系统技术路线演进过程 4图3.数据中心制冷技术对应PUE值范围 5图4.不同机架功率密度风冷、液冷投资成本对比（以2MW数据中心为例） 5图5.全球云基础设施服务支出额（十亿美元）及增速 6图6.包括冷却在内的配套保障系统投资增速或更快 6图7.液冷系统通用架构 8图8.数据中心液冷系统结构件图例 8图9.冷板式液冷各环节价值占比（英伟达GB300液冷机柜为例） 9图10.液冷系统核心零部件毛利率（以50kW通用型机柜为例） 9图11.冷板加工工艺流程及所需机加工设备 9图12.铲齿散热板加工优势 10图13.快接头加工工艺流程及所需机加工设备 12图14.快接头是液冷系统管路连接与热插拔的关键零部件 12图15.盲插快接头更适合高密度的数据中心 12图16.液冷快接头所需加工设备 13图17.中国台湾主要液冷部件厂商总收入（亿人民币） 13图18.中国大陆主要液冷部件厂商总收入（亿人民币） 13图19.中国台湾主要液冷部件厂商资本开支（亿人民币） 13图20.中国大陆主要液冷部件厂商资本开支（亿人民币） 13表1：英伟达新一代芯片功耗进一步膨胀 3表2：国内数据中心PUE建设要求不断变严格 4表3：全球新建数据中心液冷系统市场空间测算 6表4：不同液冷技术路线工作原理及结构对比 7表5：不同液冷技术路线对比 8表6：3D打印技术可以更好地满足冷板散热需求，未来使用占比有望提10表7：Fabric8Labs推出的电化学增材制造技术可以实现高效的局部强化冷11表8：近期国内外多家液冷零部件制造商宣布扩产规划 14表9：液冷加工设备核心公司估值表 14数据中心机柜散热需求持续提升，液冷成为首选方案AIAIGPUCPU。以英伟达为例，其下Rubin/RubinlutraGB300(Ultra1400w2000wAI30kWVertiv2024-202515-25kW2028-202950kWAI900-1000kW，进一步加剧数据中心的散热需求。表1：英伟达新一代芯片功耗进一步膨胀时间2022 2023202420252026 2026 2027架构HopperBlackwellRubin加速器H100(SXM)H200B200/GB200GB300VR200CPXVR300单芯片功耗(w)700700700/1200140023008004000+emianalysis，国投证券证券研究所图1.AI整机柜功耗持续提升ertiv投资者交流资料，国投证券证券研究所传统风冷技术正逼近其散热效率的极限，液冷方案逐渐成为下一代数据中心的标配方案。芯片层级（2025300W机柜层级Vertiv25kW，25kW25～80kW图2.数据中心温控系统技术路线演进过程ertiv《智算中心基础设施演进白皮书》，国投证券证券研究所政策明确PUE能效目标，液冷技术路径更符合产业趋势。IT120242025PUE1.25以内，国家枢纽节点数据中心项目PUE不得高于1.2。表2：国内数据中心PUE建设要求不断变严格政策发布时间发文机构要点《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》2021年工信部20231.3以下，严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下。《贯彻落实碳达峰碳中和目展实施方案》项行动计划》

2021年 发改委2024年 发改委

到2025以下，国家枢纽节点进一步降1.254A2025显著提高。国政府网，发改委官网，国投证券证券研究所PUE（15-20-30以上。图3.数据中心制冷技术对应PUE值范围兴通讯《液冷技术白皮书》，国投证券证券研究所ITPDU优势在机架功率密度提升时更加显著。根据施耐德《大型数据中心浸没式液冷与风冷投资成2MW10KW/7.02/W、6.98/W，20kW/机架、40kW/机架的液冷6.33/W6.0214的投资成本。图4.不同机架功率密度风冷、液冷投资成本对比（以2MW数据中心为例）耐德《大型数据中心浸没式液冷与风冷投资成本分析》，国投证券证券研究所全球AICAPEX有望高增，驱动数据中心液冷市场快速发展AIAISynergyResearchGroup，2025开支达到4190亿美元，25Q4剔除汇率波动同比增长30九个季度同比加速增长且达Omdia，20301（CAGR）13。分环节看，IT装的CAGR或分别达到111815其中算力密度和机柜密度的提升一方面会刺进多数据中心的新建需求，另一方面也会催化较多存量数据中心的改造需求，进而配套基础设施的投资增速或更突出。图5.全球云基础设施服务支出额（十亿美元）及增速 图6.包括冷却在内的配套保障系统投资增速或更快ResearchGroup，国投券证研究所 投证证券究所我们预计20305002026-2030增速221+1GB200AIGWAI18.61（服务器、交换机、机架、管路）5.51/GW，一次侧液冷（CRAH、管路系统）10.25元/GW，CDU2.85/GWJLLResearch，全球数据中心容量有2025103GW2030200GW。我们预计，全球新建数据中心液冷系统的市2026223203050222，统有望成为数据中心基建侧具备较高确定性的中高速增长市场。表3：全球新建数据中心液冷系统市场空间测算2025E2026E2027E2028E2029E2030E全球数据中心容量（GW）103115130150173200全球数据中心新增容量（GW）-1215202327AIDC液冷系统价值量：18.61亿美元/GWAIDC液冷系统价值量：18.61亿美元/GW机柜侧液冷（服务器、交换机、机架、管路）价值量：5.51亿美元/GW对应增量场空（亿元） - 223 279 372 428 502机柜侧液冷（服务器、交换机、机架、管路）价值量：5.51亿美元/GW一次侧液冷（冷却塔、冷水机、CRAH、管路系统）价值量：10.25亿美元/GW对应增量场空（亿元） - 66 83 110 127 149一次侧液冷（冷却塔、冷水机、CRAH、管路系统）价值量：10.25亿美元/GWCDU及配套管路系统价值量：2.85亿美元/GW对应增量场空（亿元） - 123 154 205 236 277CDU及配套管路系统价值量：2.85亿美元/GW对应增量场空（亿元） - 34 43 57 66 77LLResearch，零氪1+1微信公众号，国投证券证券研究所测算冷板式方案占比高，零部件制造商提高CAPEX冷板式液冷方案应用占比高，单项冷板式方案增速更显著又可分为单相冷板式和两相冷板式；直接冷却包括浸没式和喷淋式，浸没式根据冷却介质是否发生相变又可分为单相浸没式和相变浸没式。单相冷板式间接单相冷板式间接冷却 冷板式（体）两相冷板式 中的冷却体，过冷液体将热量带走单相浸没式以冷却液作为传热介质，浸没式 将发热器完全没在冷 直接冷却两相浸没式喷淋式按接触方式同 按是否相变 工作原理 图例绿色节能液冷数据中心白皮书》，中兴通讯《液冷技术白皮书》，国投证券证券研究所冷板式液冷技术成熟、改造成本低，是数据中心应用最广泛的冷却方案。冷板式液冷浸没式和喷淋式液冷100表5：不同液冷技术路线对比液冷方案非接触式液冷接触式液冷冷板式浸没式液冷喷淋式相变浸没式单相浸没式投资成本初始投资中等，运维成本低初始投资及运维成本高初始投资及运维成本高结构改造及液体消耗成本大，液冷系统初始投资成本低PUE1.1-1.2<1.05<1.09<1.1可维护性较简单复杂复杂应用案例多超算领域较多较多数据中心场景无批量使用评价E需使用专用机柜，服务器结构需改造为刀片式初始投资较高，PUE收益较高，部分部件不兼容，服务器结构需改造初始投资较高，运维成本高，液体消耗ODCC冷板液冷服务器设计白皮书》，国投证券证券研究所3D打印走向高精密化（二次侧ICT在二次侧的特有组件。冷却介质槽是浸没式液冷系统在二次侧的重要组成单元。冷却液、冷量分配单元、一次侧冷源、管路及阀门组件是两类液冷系统的通用组成部分。图7.液冷系统通用架构 图8.数据中心液冷系统结构件图例兴讯《冷技白皮国投券证研究所 锋能微公众，国证券券研所冷板、CDU机柜的冷板式液冷系统为例，冷板、CDU3428GB30040-60；CDU40-5030-35左右。图9.冷板式液冷各环节价值占比（英伟达GB300液冷机柜为例）

图10.液冷系统核心零部件毛利率（以50kW通用型机柜为例）5%10%5%10%8%34%5%28%

冷板快接头分水器+管路其他

30%-35%30%-35%0% 豹究院年液全产链解国投券证研究所 豹究院年液全产链解国投券证研究所液冷板加工：CNC为主流方案，3D打印占比有望提升高功率机柜的冷板通道加工要求高，CNC机加工是目前的主流方案/埋管液冷板、钎焊/真3D0.02℃/WAI70CNC30，设备的性价比之选。3D30，特种设备。型材挤压冷板则凭借量产优势服务中低功率机柜。CNC机加工主要用到数控铣床、钻孔机和攻牙机等设备并进行开孔以用于后续的安装和连接。对于深腔或复杂流道，可能会采用枪钻等特殊工艺来保证深孔的直线度和内壁光滑度。CNC加工精度极高，流道的深度、宽度和表面光洁度都经过严格控制，以确保流体的顺畅流动和最佳的换热面积。图11.冷板加工工艺流程及所需机加工设备ATR-ilg铲齿冷板的散热效率更佳，铲齿车床为主要加工设备。铲齿工艺是将一块基材(铝或洞)在机械作用下，通过走制的工具和编写的程序控制工具的倾斜角度，用铲齿工具从顶部转确切剖基材，并将其折回華直于基材的位置，以一定的间距重复形成翅片。8:110:10.1mm0.1mmGPU和IGBT等高热通量集中热源的首选方法。图12.铲齿散热板加工优势泰科技官网，国投证券证券研究所3D提升3D1+1Research20243D制造工艺几何自由度制造工艺几何自由度初始CAPEX材料利用率密封可靠性典型周期（100件）CNC机加工低中低一般（需多件组装）3-4周真空钎焊中高中较好（焊缝易疲劳）4-6周激光3D打印极高极高高极高（单体无缝）1-2周堆叠锻造较高中高极高1-2周I热设计微信公众号，国投证券证券研究所高能激光工艺（SLM/LPBF）是当前液冷板3D打印的主流方案，新技术持续迭代。（SelectiveLaser（LaserPowderBed3D（20–80m（200W–1kWSLM3D打印主流的解决方案。此外，诸如电化学增材制造（ElectrochemicalAdditiveManufacturing,ECAM）等新ECAMFabric8Labs（PCB48，11NEAFabric8Labs5000500/2200/年。表7：Fabric8Labs推出的电化学增材制造技术可以实现高效的局部强化冷却粘结剂喷射成形激光选区熔化电化学增材制造金属粉末原料成本中高低金属熔融工艺烧结激光熔化电沉积后处理固化、脱粉、烧结脱粉、热应力消除、支撑去除水洗产成品成本中高低最小结构尺寸（μm）50015050表秒粗糙度（μin）>250>250<50导电率9090-9594-98特尔投资官网，国投证券证券研究所快接头：走心机为核心加工设备，车床与车铣复合中心需求有所提升快接头（UQD）是液冷系统实现管路连接与热插拔的关键零部件，机加工设备须具备较高的生产精度。（插头（插座-40℃至+120℃60，图13.快接头加工工艺流程及所需机加工设备帆热管理微信公众号，Wisense官网，德上精机官网，津上机床中国官网，Sowin官网，国投证券证券研究所盲插快接头结构更复杂，对机加工设备的制造要求更高。根据插拔形式，快接头分为手插和盲插两种。盲插快接头通过设计浮动盲插结构实现公头母头的自动连接与断开，在空间狭小的高密场景更具运维优势，在数据中心机柜的使用占比有望提升。从生产工艺看，盲插接头需要具备径向和轴向的浮动容差能力，这要求制造商在主体加工时引入导入倒角和特殊的浮动密封结构，增加了机床加工的复杂度和装配难度。图14.快接头是液冷系统管路连接与热插拔的关键零部件 图15.盲插快接头更适合高密度的数据中心联睿微公众，国证券券研所 国投券证研究所。80，主要用自动车床加工，LMIR微信公众号，从型号尺寸看，202520202536、38图16.液冷快接头所需加工设备IR睿工业微信公众号，国投证券证券研究所液冷部件制造商增大资本开支，拉动相关加工设备采购需求。根据，奇鋐、双鸿、力致、健策四家中国台湾的数据中心液冷部件制造商的营业收入和资本开支投入近年来2025428.5202424.6202456.82023179.2235.025.117.319.428.9、11.9。图17.中国台湾主要液冷部件厂商总收入（亿人民币） 图18.中国大陆主要液冷部件厂商总收入（亿人民币）0

奇鋐 双鸿 力致 健策 合计增速0%2021 2022 2023 2024 2025

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英维克 飞荣达 高澜股份科创新源 川环科技 溯联股份申菱环境 鼎通科技 0%2021 2022 2023 2024 2025投证证券究所 投证证券究所图19.中国台湾主要液冷部件厂商资本开支（亿人民币） 图20.中国大陆主要液冷部件厂商资本开支（亿人民币）奇鋐 双鸿 力致 健策 合计增速30 25 20 15 10 5 0 0%2022 2023 2024 2025

英维克 飞荣达 高澜股份科创新源 川环科技 溯联股份申菱环境 鼎通科技 25 20 15 10 0%5 0 2021 2022 2023 2024 2025投证证券究所 投证证券究所RubinTPUAIMaster3050002008CDU、CNC表8：近期国内外多家液冷零部件制造商宣布扩产规划CoolerCoolerMaster 事件公司奇鋐 扩充越南产基，提对国云端务商与的货能。Boyd 申菱环境 计划投资约8亿打造菱液新质造基项目满足进散解决方的迭需求。川环科技 在深圳市龙华区资设立全资公司深圳环，深度务公司华及周边区的相关液冷终端客户进一缩短套服半径。鼎通科技 计划于今增设条液产线并在、三度完部署。氪1+1微公众，申环境川环技公公告 国证券券研所CNC机加工或类的公司AI表9：液冷加工设备核心公司估值表工艺路径股票代码公司简称市值(亿人民币)2025A归母净利润(亿人民币)2026E 2027E2028E2025A2026EPE202