计算机行业AI时代的散热变革：液冷需求加速释放

内容目录芯片能耗升级，液需爆发 4热管理技术变革，冷业迎来增长空间 4全球能效政策与环合压力 6液冷技术路径对比冷为主流 8冷板式液冷：当前场绝对主流 9浸没式液冷：追求致能的终极路径 10喷淋式液冷：特定景精准降温 11液冷市场处于高速展期 12液冷市场规模 12液冷产业链拆解 13冷板液冷主要零部件 142.3.1 冷板 14CDU 15UQD 16液冷管路 18投资建议 19风险提示 19图表目录图1： 功率提升下热管理用术不同（单机柜密） 4图2： VeraRubin平台 5图3： VeraRubin5个机架统 5图4： PUE 6图5： 数据中心常见冷却式 7图6： NVIDIAMGX机架冷基础设施布局 7图7： 液冷技术路线 8图8： 数据中心制冷技术展势 8图9： 数据中心液冷技术线比 9图10： 冷板式液冷原理 10图11： 浸没式液冷系统原图 10图12： 单相浸没式液冷系架构 11图13： 两相浸没式液冷系架构 11图14： 喷淋式液冷系统架构 12图15： 液冷市场规模预测 12图16： 中国智算中心液冷业模测算（亿元） 13图17： 液冷产业全景 13图18： 产业链下游主要应场景 14图19： 冷板领域公司 15图20： CDU冷却液分配位 16图21： CDU领域公司 16图22： 快接头领域公司 17图23： 液冷快接头 17图24： 液冷管路领域公司 18图25： 歧管（Manifold） 19芯片能耗升级，液冷需求爆发热管理技术变革，液冷行业迎来增长空间根据to132kW，240kW，AIGPU190280GB200NVL72GB200NVL722550400万美元。图1：功率提升下热管理适用技术不同（单机柜密度）Vrti英伟达新一代AI超级计算机平台VeraB2001000WB300则进一步提升至0W060芯片的功率预计将达到30，2027R3003500W液冷系统将成为散热的最佳解决方案。图2：VeraRubin平台NdVeraRubin架构基于采用MGXVeraRubinMGXNVIDIAMGX图3：VeraRubin5个机架级系统NdaMGX采用100MGX100%/全球能效政策与环境合规压力（PUE，PowerUsageEffectiveness/ITPUE=1，/“”PUE图4：PUE腾讯云，财通证券研究所国家明确要求2025年新建数据中心PUE不高于1.25。1660亿千瓦时1.68%AI7000亿千瓦时5.3%2025建大型和超大型数据中心电能利用效率降至1.25以内，国家枢纽节点数据中心项目电能利用效率不得高于1.2。液冷技术节能显著高于风冷，是满足PUE要求的不二选择。根据中国储能网数据，液冷技术相对于风冷而言约可节约20%的空调电能，同时因取消服务器内部风机，T13％～4术可以满足.73k/机柜的数据中心散热需求，解决超高热流密度的散热问题。图5：数据中心常见冷却方式腾讯云，财通证券研究所ChilefeeoeaeroedCiler）图6：NVIDIAMGX机架冷却基础设施布局Nda液冷技术路径对比：冷板为主流液冷技术按冷却液与发热器件的接触方式可分为直接接触式与间接接触式两类。图7：液冷技术路线合肥市投资基金协会，财通证券研究所图8：数据中心制冷技术发展趋势合肥市投资基金协会，财通证券研究所400024kW30%-50%PUE1.21.31.6。图9：数据中心液冷技术路线对比科智咨询，财通证券研究所（CPUGPU于对现有风冷数据中心进行改造升级，或对散热要求逐步提升的场景。是目前市场占比最高的技术路线。（）。图10：冷板式液冷原理《中兴通讯液冷技术白皮书》，财通证券研究所浸没式液冷技术稳步发展，可按冷却液相态变化分为单相与两相两类技术路线。AI集群、超算中心等对散热和能效有极致要求的场景。图11：浸没式液冷系统原理图中国信息通信研究院，财通证券研究所单相浸没式液冷可根据浸没机柜的形态进一步划分为卧式浸没与立式浸没两类。TANK心差异在于通信设备需实现板级密封，最终兼具冷板式液冷维护便捷的特点与浸没式液冷节能高效的优势。图12：单相浸没式液冷系统架构严劲等《数据中心液冷散热技术及应用》，财通证券研究所两相浸没液冷二次侧冷却液在设备内吸热由液态转化为气态。工作原理为将服务器完全浸没于密闭箱体，冷却液在热源表面吸热沸腾汽化，蒸汽经顶部冷凝回流完成循环，依托汽化潜热实现高效散热。但该技术高度依赖低沸点氟化液，对冷却液的热稳定性、沸程、汽化潜热等性能要求严苛，同时对系统的密封性与承压能力提出极高标准，因此不仅面临显著的环保压力与成本挑战，更适配高热流密度场景下的极致散热需求。图13：两相浸没式液冷系统架构严劲等《数据中心液冷散热技术及应用》，财通证券研究所图14：喷淋式液冷系统架构严劲等《数据中心液冷散热技术及应用》，财通证券研究所液冷市场处于高速发展初期液冷市场规模全球服务器冷却市场的增长核心动能来自液冷领域的强劲爆发。to202528203221030%。图15：液冷市场规模预测CAGR超CAGR超30%282102001501005002025

液冷全球市场规模（亿美元）

2032Etr据IDC，2024年国内液冷服务器市23.76720241403615年20291300（亿元）14001200100080060040020002023 2024 2025E2026E2027E2028E2029E中国信息通信研究院，财通证券研究所液冷产业链拆解液冷产业链由上游零部件与IT图17：液冷产业全景中国信息通信研究院，财通证券研究所板、manifold、UQD中游：液冷系统解决方案与集成商。服务器OEM/ODM等主流服务器制造商，正将液冷技术深度集成到其高性能服务器大型数据中心基础设施建设商/IDC、超算中心等。图18：产业链下游主要应用场景头豹研究院，财通证券研究所冷板液冷主要零部件CDUUQDManifold冷却液分配单元）处进行热交换，但物理上是隔离的，避免了室外水质影响室内精密设备。冷板CC（Chii）图19：冷板领域公司中国信息通信研究院，财通证券研究所纵向温度梯度，冷板与芯片传热接触面的温度分布更加均匀。两相冷板可通过优化内部流道结构或应用硅基材料、纳米复合材料等高导热系数材料，以强化内部相变换热过程。由于需要应对冷却液汽－液相态变化带来的压力剧烈波动、防止制冷剂蒸汽外溢，并尽可能减小局部阻力对系统整体压降的影响，两相冷板系统对冷板组件的承压能力、密封性以及流道结构的要求更高，系统的整体成本和工程控制难度也显著高于单相冷板。CDU（CoolingDistributionCDU（/CDU根据布置方式不同，可分为分散部署的机架式CDU和集中部署的柜式CDUCDUCDUCDU图20：CDU冷却液分配单位英维克，财通证券研究所图21：CDU领域公司中国信息通信研究院，财通证券研究所UQD（）（插座）插两种。手插快接头自带锁紧结构，运维人员无需借助其他工具仅通过手动推拉即可实现快速接头与其他连接器件的锁紧与断开。OCP标准的UQD图22：快接头领域公司中国信息通信研究院，财通证券研究所针对快速接头的标准化工作正持续推进。当前，业界针对快速接头产品的外观形态已基本达成共识，但在等效通径、插合长度、流通能力、轴向容差等方面仍存在较大的设计差异。接口规格和性能指标缺乏统一的技术规范约束，导致不同厂商间的产品无法实现解耦，对快速接头技术的持续创新与应用推广构成了潜在阻碍。有关部门正推进快接头标准化。图23：液冷快接头英维克，财通证券研究所液冷管路LCMCDURCMRCM（Manifold）器节点及LCMRCMLCM于排出管路内部冷却液蒸汽以维持系统压力平衡。此外，管路系统还会集成电磁关断阀、电动调节阀及自动故障切换阀等组件，用于实现冷却液流量调控、异常工况下的快速隔离与系统冗余切换。图24：液冷管路领域公司中国信息通信研究院，财通证券研究所标准化与智能化是液冷管路及阀门系统演进的核心方向。与快速接头类似，液冷管路系统的标准化设计对提升系统解耦能力及后期运维便利性至关重要。这要求产业链各方在洁净度等级、承压等级、疲劳寿命、管路公称