液冷行业市场前景及投资研究报告:AIDC景气液冷大势所趋_第1页
液冷行业市场前景及投资研究报告:AIDC景气液冷大势所趋_第2页
液冷行业市场前景及投资研究报告:AIDC景气液冷大势所趋_第3页
液冷行业市场前景及投资研究报告:AIDC景气液冷大势所趋_第4页
液冷行业市场前景及投资研究报告:AIDC景气液冷大势所趋_第5页
已阅读5页,还剩46页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

AIDC景气爆发,液冷大势所趋—液冷专题报告系列12

0

2

6

.

0

5

.

2

8首席分析师:曾彪联席首席分析师:吴鹏分析师:郭琳执业证书编号:S0740522020001邮

箱:zengbiao@执业证书编号:S0740522040004邮

箱:

wupeng@执业证书编号:S0740525080002邮

箱:

guolin@功耗飙升、能效约束、OPEX优势,液冷进入规模部署期123冷板主线持续强化,液冷方案与部件迭代升级驱动产业链演进目录液冷单位通胀明确,NV+ASIC+国产算力放量打开千亿级天花板4

供应链模式变化,国产液冷厂商积极突围C

O

N

T

E

N

T

S56境内外液冷供应商梳理投资建议与风险提示投资摘要p

芯片功耗指数级跃升+PUE能效约束+TCO优势凸显,液冷渗透率快速提升。Ø

单机功率密度快速提升,英伟达机柜快速迭代、功率将超1MW,而40~60kW/Rack已达风冷极限,液冷方案是必然选择。Ø

能效红线收紧,国家层面要求新建及改建大型/超大型数据中心PUE≤1.25、枢纽节点项目PUE≤1.2,且地方层面要求更高,液冷方案可有效推动PUE逐步下降。Ø

从经济性角度看,数据中心成本(TCO)由建设成本(Capex)和运营成本(Opex)构成,液冷方案通过大幅降低能耗节省Opex成本,长期TCO竞争力凸显。p

冷板式液冷为主流路线,同时算力平台升级带动冷板、CDU、UQD等核心部件环节技术工艺同步迭代。Ø

从整体方案来看,单相冷板凭借成熟度高、兼容现有服务器架构、运维体系完善等优势,是当前AI服务器最主流液冷方案;再往后,浸没式与芯片级液冷面向更高PUE优化与更高热流密度场景演进,有望伴随功率密度提升加快渗透。Ø

冷板端技术方案演进更多元,包括微通道、3D打印一体化、金钢石铜材料升级以及双相液冷等技术持续突破散热瓶颈,推动液冷系统向更高换热效率、更低热阻与更高可靠性方向升级。Ø

CDU(冷量分配单元)端强化泵驱能力、追求更低温差换热与更精细温压流控制,从单一换热设备向高功率、智能化、集中式液冷控制中枢演进。Ø

UQD(快接头)与Manifold(水岐管)向高可靠、标准化、智能化液冷模块升级,适配低泄漏、高流量、动态调节与快速维护能力的更高要求。Ø

此外,液冷介质方面,传统氟化液在PFAS监管+3M停产下面临一定压力,国产电子氟化液与PFAS-Free环保介质有望加速导入。3投资摘要p

液冷单位通胀明确,NV+ASIC+国产算力放量打开千亿级天花板。Ø

NV算力机柜代际持续升级,液冷单柜价值量提升显著:•

GB300

NVL72机柜价值量较GB200明显提升:芯片端彻底取消风冷方案,采用独立冷板式全液冷架构。冷板数量翻倍至126片,用量提升133%,单柜价值量提升57%:UQD用量翻倍至270对,单柜价值量提升81%。测算其散热模组总价值量9.8万美元,其中冷板/UQD/Manifold/CDU价值占比分别为41%/14%/12%/31%。•

Rubin平台采用全液冷设计、液冷范围覆盖更多机柜部件:实现100%液冷覆盖,彻底移除计算托盘内的风扇,采用第三代无缆化、无软管模块化设计,液冷覆盖范围从GPU/CPU延伸至服务器端网卡、网络侧设备光模块/交换机、电源端等更多发热部件。同时,关键液冷组件实现升级,包括1)采用微通道冷板,冷板内部流道尺寸缩小至微米级,工艺难度提升;2)采用更高密度CDU,同步提升CDU的换热功率和流量控制精度;3)集成化Manifold等。后续,随着Rubin平台持续优化,技术工艺迭代趋势还包括向相变冷板、冷板材料革新、微通道盖板等方向变革。•

据测算,假设26-27年英伟达AI服务器机柜出货9/12万台,则预测对应2025-2027年液冷空间达631/905亿元。Ø

北美CSP推进自研ASIC芯片+国产AI集群逐步标配液冷,全球空间持续扩容:•

北美主流CSP厂商加速推进自研ASIC芯片进程,且随着ASIC服务器功率升级,加速液冷渗透。以谷歌为例,其TPUv7/v8平台在26-27年加速放量且均强制标配液冷,据瑞银最新报告,预计26-27年TPU出货达413/987万颗,其中v7与v8芯片合计占比达85%/100%,测算26-27年带来液冷空间达257/765亿元。•

国产算力以“集群化、系统化”方式弥补芯片制造工艺的短期不足,加速推进超节点以实现突围,CloudMatrix384集群单机柜密度达42kW、总功耗达559kW。后续,随着国产芯片超节点功耗大幅提升且应用比例提高,叠加考虑算力扩容提前配置液冷,国内互联网巨头将加快液冷数据中心部署。假设26-27年国内新增AI数据中心机架分别为5.0/7.5GW,液冷渗透率分别为38%/54%,则25-27年国内数据中心机架侧液冷空间为98/215亿元。4投资摘要p

供应链格局变化,推进国内液冷厂商加速突围。Ø

NV链以欧美/台资为主,国内厂商多元模式以加快切入:•

NV液冷供应链当前格局:冷板主要由

AVC(份额近30%)、CoolerMaster(份额超25%)及双鸿(约15%)等台资企业占据;UQD主要份额仍由CoolerMaster和AVC占据(超60%),国内英维克和立敏达合计占约15%份额;CDU以台资和外资企业为主,其中维谛市占率领先并正在德州及中东扩产;Manifold仍以台资企业CoolerMaster与AVC为主。•

NV链液冷关键部件管控收紧:GB300时代,为缓解供应链风险并适配更高散热需求,英伟达仅提供液冷部件参考与接口规范,由OEM/ODM在RVL清单内自主选定供应商;Rubin时代,英伟达直接指定机柜内液冷板等关键部件采购,机柜外部CDU仍由CSP或其指定OEM/ODM负责。•

国内企业通过直接对接、代工模式、收购优质资产等3种模式实现快速布局。Ø

ASIC链为CSP直采模式,考虑供应安全给国内厂商带来更多机会:•

北美CSP厂商自研ASIC芯片或与英伟达存在一定竞争关系,无法充分获取台系供应链产能、存在供应风险,因此预计其将逐步搭建中国供应链。•

以谷歌为例,其从25年底开始在中国密集开展审厂活动以筛选关键硬件配套厂商,目前国内液冷供应商已通过审核或处于审核过程中,后续大批量订单有望陆续下发,带动国产液冷快速起量。•

随着ASIC芯片规模化导入液冷,整体散热成本持续走高、降本需求迫切,国内厂商凭借突出的性价比优势,有望迎来切入海外算力供应链的重大机遇。p

投资建议:预计从Q2开始液冷有望迎来板块性的机会,5-6月份有望加速,系统解决方案的提供商和各类组件代工制造企业均有机会,整体建议关注液冷板块的机会:1)系统方案提供方:英维克、申菱环境、高澜股份、同飞股份等;2)部件级核心龙头:金富科技、飞龙股份、大元泵业、骏鼎达、强瑞技术、捷邦科技、川环科技、科创新源、鸿日达、硕贝德等。p

风险提示:大厂资本开支不及预期、AI服务器量产延迟、技术路线发生较大变化、液冷市场竞争加剧、地缘政治风险、研报使用信息更新不及时风险以及行业规模测算偏差风险等。5录1功耗飙升、能效约束、OPEX优势,液冷进入规模部署期TS研专

信温控系统—数据中心的“冷静守护者”p

温控系统负责维持数据中心内适宜的温度和湿度环境,是数据中心的隐形功臣。Ø

温控系统旨在消散服务器、存储系统、网络硬件和各种其他设备运行产生的热量,这种热量以温度来衡量,是在电能转化为热能时产生的,这一过程是由于电子元件效率低下而发生的。同时,其还可以保持设施内的适当湿度水平,以防止静电和冷凝的积聚,从而导致腐蚀。Ø

美国暖通标准协会ASHRAE建议将数据中心的温度保持在18°C至27°

C范围内,其还建议数据中心的湿度水平应在40%到60%的范围内,具体取决于具体设备和配置。图表1:智算中心运行环境示意图图表2:智算中心散热系统示意图7资料:元数DAO,施耐德,中泰证券研究所液冷驱动因素1:算力功耗激增,液冷已成为必然选择p

芯片与机柜功率攀升催生液冷需求。Ø

随着算力需求提升,芯片功耗和散热量也在不断攀升,相应数据中心单机柜的热密度将会大幅度跃升。以英伟达芯片为例,从H100达700W,到GB300达1400W,2026年发布Rubin芯片TDP达1800-2300W、预计2027年Rubin

Ultra芯片TDP达进一步提升至4000W,对应超节点功率向MW级发展。Ø

数据中心机架功率快速提升,而传统风冷方案已触及物理极限,液冷方案成为必然选择。图表3:不同芯片厂商算力功耗激增(W)图表4:先进AI服务器功率不断增长(kW/rack)美国中国10001,00090080070060050040030020010002025202620272028Feynman(DIE*4)

Feynman

Ultara5000W+

8000W+20292030Blackwell1400WRubinRubin

Ultra4000W+NVIDAGoogleAWS1800(2300)10000WTPU

V7TPU

V8980W1800W600Trainimum

2

Trainimum

3

Trainimum

4≈500W≈1000W1200W+200MI355XMI455X2300W+AMD微软1000&1400W150Maia

100Maia

200E130B30≈350W≈700WH100910DV100A100K40

M40

P100DojoAI5AI6TeslaH800&910B800W

1500W4247400W2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

20288资料:立敏达、Vertiv、Nvdia、SemiAnalysis、中泰证券研究所液冷驱动因素1:算力功耗激增,液冷已成为必然选择p

功耗提升推动散热方案迭代,液冷为高功率场景必然选择。Ø

机柜功率密度在20~25kW时,常规远端风冷方案即可解决服务器散热需求;当机柜功率密度进一步提升至25~45kW,则采用近端风冷解决方案,风冷方案叠加背板热交换器,可以进一步解决单机柜60kW以内散热需求。Ø

随着机架功率密度的不断攀升,行业内普遍认同,考虑散热能力,40~60kW/Rack已达风冷极限,超过该边界需开始部署液冷。目前,冷板式液冷是当前主流方案,喷淋式、浸没式液冷散热能力更强、PUE更低,随着技术成熟和成本下降,有望在超算领域和大型数据中心获得更多应用。图表5:不同散热方案散热能力对比图表6:液冷技术可满足更大功率散热需求参数风冷冷板液冷浸没液冷对流换热系数W/(m²·K)50-200500-2000300-1000比热容kJ/(kg·K)散热密度kW/m³1.0055-154.18(水)2.0-2.550-150100-300噪音dB(A)65-8545-6540-55能效比PUE1.4-1.81.1-1.31.05-1.159资料:DataCenterClub、零氪1+1、中泰证券研究所液冷驱动因素2:能效红线收紧,绿色低碳是不可逆标准p

数据中心散热能耗路径:电力供应经电线杆输入数据中心后,分为四类消耗:①供配电传输中的损耗;②制冷设备为平衡

IT

设备产热的耗电;③服务器等

IT

核心设备的运行耗电;④照明及辅助设施的耗电。散热冷却过程需消耗能量,当移热速率提升时,能源利用效率问题也必须纳入考量

。p

制冷能耗高占比,液冷节能有优势。在典型数据中心能耗中,制冷系统能耗占比达40%左右,是辅助能源中占比最高的部分,冷却成本高,故而节能潜力大。随着散热问题不断增加,能源消耗的问题也日益突显,液冷技术通过直接接触热源、高效传递热量,可大幅降低制冷系统能耗,从而达到节能效果。图表7:数据中心能耗组成示意图图表8:传统数据中心冷却系统能耗高,采用液冷方案可实现有效节能2%3%1%传统数据中心能耗分布某液冷数据中心能耗分布10%9%IT设备IT设备45%冷却系统电源系统其他设施冷却系统电源系统其他设施43%87%10资料:北京通信信息协会、《绿色节能液冷数据中心白皮书》、中泰证券研究所液冷驱动因素2:能效红线收紧,绿色低碳是不可逆标准p

国内能耗要求日趋严格。国家层面,2024年发布《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》,要求“新建及改建大型/超大型数据中心PUE≤1.25、国家枢纽节点项目PUE≤1.2”;地方层面,审批能效要求高于国家基线,多地新建项目进入PUE≤1.25时代,且部分地区如北京政策从“行政命令”升级为“经济强制”;同时,运营商响应规划,规划2025年超50%的新项目规模化应用液冷。p

PUE

约束升级,液冷成合规性技术首选。全球数据中心节能进步快,液冷等技术在这过程中助力降低能耗,推动

PUE逐步下降。政策对PUE考核趋严,若进一步加大考核力度,风冷已无法满足政策PUE要求。而液冷技术则可利用液体的高导热、高传热特性,在进一步缩短传热路径的同时充分利用自然冷源,可实现PUE小于1.25

的极佳节能效果。图表9:国内能效政策PUE要求日趋严格图表10:液冷技术可有效降低PUE指标政策层级核心要求对液冷的直接影响上架率≥60%平均PUE≤1.5新建及改建大型/超大型数据中心PUE≤1.25国家枢纽节点项目PUE≤1.2因地制宜推动液冷等制冷技术国家层面定调《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》2024液冷成为满足高密项目能效红线的现实工具地方标准越严,液冷导入越快公开案例:阿里云华东算力中心PUE1.18地方审批能效要求通常高于国家基线多地新建项目进入PUE≤1.25时代地方层面加码以东部核心区域为例

高土地、电力金额交付约束,推动液冷加快落地2026年起,北京对PUE>1.35的数据中心执行差别电价加价0.2-0.5元/kWh,电费增幅可达5%-50%。政策从“行政命令”升级为“经济强制”2023年:三大运营商联合发布液冷技术白皮书运营商路线图2024年:新建项目中10%试点液冷液冷正在从试点走向标准化和规模部署2025年:超过50%的新项目规模化应用液冷11注:PUE指标计算是数据中心的总能耗除以信息技术设备的能耗资料

:丹佛斯、《

通讯液冷技术白皮书》、中泰证券研究所液冷驱动因素3:液冷方案

OPEX

优势重塑

TCO

竞争力p

数据中心成本构成:对于数据中心而言,成本控制是构建竞争优势的核心所在。数据中心总拥有成本(TCO)主要包括:(1)建设阶段的资本性支出(Capex):涵盖土地购置、前期勘察、规划设计、设备采购、工程建设、安装部署及系统调试等所有一次性投入;(2)运营阶段的持续性支出(Opex):主要包括能耗及水耗费用,以及设备维护、日常管理等长期开销。一般来讲,Opex成本占总拥有成本的63%,而Opex构成中则是能耗成本占比最高达55%+。p

液冷OPEX优势的场景化验证:据液冷产业全链条公众号测算,风冷OPEX达180美元/节点/年,而Vertiv液冷方案、宁畅国产化方案、绿色云图相变方案对应OPEX为95/105/85美元/节点/年,降幅达42-53%,液冷OPEX优势显著。图表11:数据中心全周期成本中OPEX占比60%+图表12:数据中心OPEX中水电费占比55%+

图表13:液冷方案OPEX优势显著(美元/节点/年)Capex(左轴)Opex(左轴)PUE(右轴)1,2001,00080060040020001.81.61.41.215%5%1.5511%37%水电费1.181.151.08折旧及维护费房屋、设备租赁人工费CapexOpex0.80.60.40.2056%63%其他23%1809510585风冷(基线)Vertiv液冷方案宁畅国产化方案

绿色云图相变方案注:电费:$0.12/kWh,单机柜功率20kW,年运行8760小时。CAPEX含Manifold+CDU+冷板,OPEX含泵功+维护费12资料:暖通研习号/液冷产业全链条等公众号、中泰证券研究所录2冷板主线持续强化,液冷方案与部件迭代升级驱动产业链演进TS研专

信液冷技术路线分化:单相冷板筑牢短中期主线,浸没与芯片级突破散热上限p

冷板为当前主流,浸没、喷淋与芯片级液冷打开更高散热上限:按冷却液是否直接接触电子器件,液冷可分为非接触式冷板液冷与接触式浸没/喷淋液冷;冷板式和浸没式均可进一步分为单相/双相方案,差异在于是否利用工质相变潜热换热;芯片级/封装级液冷则通过缩短芯片内热路径实现对芯片的强效散热。p

单相冷板仍为工程主线,高散热边界与低

PUE诉求推动升级:从散热能力看,两相冷板、两相浸没和芯片级液冷具备更高散热边界;从节能表现看,浸没式液冷因液冷覆盖比例更高,PUE改善潜力优于冷板式。单相冷板成熟度和兼容性最佳,是当前主流工程路径。p

短中期技术主线仍以冷板式液冷升级为核心;浸没式和芯片级液冷分别对应更高节能要求与更高热流密度场景。图表14:液冷技术路线分类与应用定位图表15:液冷技术散热能力与功率密度适用区间14资料:通讯《面向AI算力产品的液冷散热技术》、中国信息通信研究院、verivi官网、中泰证券研究所整理液冷方案剖析:冷板式凭借高成熟度率先规模化,浸没与喷淋受制于生态和可靠性p

冷板方案领跑短中期应用主线:冷板式液冷通过冷板与

CPU/GPU

等发热源贴合,将热量传导至冷板,并通过内部循环流动的冷却液实现热量的高效远端转移。优势在于兼容现有服务器架构、维护便利、工程成熟度高,是当前规模化主流;不足在于冷板定制成本相对较高,覆盖范围有限,对整机节能和

PUE改善的边界弱。p

浸没方案面临材料兼容与部署难度挑战:浸没式液冷将服务器、板卡或核心发热器件浸没在绝缘冷却液中,通过液体与器件直接接触并依托流体循环或相变过程将热量吸收带走。优势在于液冷覆盖比例高、散热均匀、节能潜力强;不足在于冷却液用量较大,对材料兼容性、工质安全性、密封性和后期维护能力要求更高,规模化部署难度。p

喷淋方案受限于系统可靠性仍处低成熟度阶段:喷淋式液冷通过喷淋装置将冷却液定向喷洒至发热器件表面,利用液体动量与对流换热实现直接接触吸收并经底盘回收循环。优势在于精准强化散热、空间利用率较高、改造成本相对可控;不足在于喷淋均匀性、液体回收、密封防漏、材料兼容性和长期可靠性要求较高,整体成熟度低。图表16:冷板式液冷原理图表17:液冷技术方案对比图表:浸没式液冷原理15资料:智科咨询、《通讯液冷技术白皮书》、兰洋科技官网、曙光数创招股说明书、《曙光数创及证券关于第一轮问询的回复》、中泰证券研究所整理液冷散热边界重塑:两相潜热大幅拓宽散热上限,封装级微通道直击芯片热点p

从单相显热走向两相潜热:冷板式液冷单相显热方案凭高成熟度成为当前主流,而两相潜热技术通过沸腾汽化大幅突破散热上限。浸没式液冷从单相液体对流升级为两相汽化潜热,不仅实现了散热效率的跨越式提升,更展现出极致低PUE的高能效潜力。26年4月。曙光数创发布全球首套MW级相变浸没液冷整机柜C8000

V3.0,单机柜功率密度突破750kW,相变浸没液冷正加速迈入工程化验证阶段。p

芯片级液冷打开更高散热边界:将微尺度流道直接嵌入LID(集成散热盖)或芯片内部,大幅缩短芯片到冷却液的传热路径,显著减少芯片内导热扩散热阻和热界面材料热阻。主要涵盖单相微通道、两相微通道及射流式液冷。其中,歧管微通道可优化流动路径与均温性;两相微通道具备极高的换热系数,但需解决沸腾不稳定和临界热流密度问题;射流式液冷则对喷嘴设计与加工精度要求极高,仍面临较大难度。当前,Intel

通过精确引导流体流经芯片上的“热点(Hotspots)”,在

LGA

BGA

封装的

Core

Ultra

Xeon实现了极小的体积内消散巨大热量,证明了封装级微通道技术突破千瓦能效墙的物理可行性。图表18:冷板式与浸没式单相/双相对比图表19:液冷技术演进路径技术特征单相冷板液冷两相冷板液冷单相浸没两相浸没冷却液始终保持液态,靠显热(温升)带走热量冷却液在冷板内沸腾汽化,

冷却液不发生相变,

冷却液在热源表面沸腾汽化,蒸汽冷凝回流工作原理利用相变潜热吸热靠液体对流带走热量散热极限系统PUE200W/cm²1.15-1.3可达300W/cm²以上可低至1.10-1.15100W/cm²左右累计可达200W/cm²1.05-1.11.02-1.05深腾工质温度不变,均温省优势深腾换热效率高,但存在干烧风险温度/换热特征初始成本温度均匀性一般单相对流,换热稳定两相工质、相应管路成本更高工质用量多,但铜罐成本相对较低氟化液单价较高,密封设计复杂,成本偏高基准系统复杂度/维护较高,需处理相变控制

需配备液罐、清洁设

模块化设计,在线插拔,与干烧问题

备,维护性较差

维护性较好较低,维护简单高,产业链完善一般,有工程案例,未规

较高,已形成样机/盘

较低,适配高热流密度模使用

基等方案

极致散热场景技术成熟度16资料:通讯《面向

AI

算力产品的液冷散热技术》、中科曙光、AI液冷时代公众号、因特尔、中泰证券研究所整理冷板式液冷方案部件构成一览p

冷板、CDU

占据价值高地,UQD

Manifold

协同增效:冷板式液冷是由冷板、CDU、Manifold、UQD

等核心部件协同构成的系统工程。其中,冷板负责发热源换热,CDU

负责换热、循环和控制,Manifold

负责流量分配,UQD

负责快速连接和维护,四者共同决定系统散热能力、可靠性和运维效率,也是冷板式液冷系统的关键价值环节,据我们测算,价值量占比分别为冷板(占比

40%)、CDU(31%)、Manifold(12%)及

UQD(14%)。p

英伟达架构加速向全液冷方案演进,冷板系统量利齐升开启微通道新阶段:GB200

阶段液冷进入机架级配置,GB300

阶段冷板与

UQD数量提升,Rubin

阶段进一步走向

100%

全液冷和微通道方向。冷板系统从“数量增加”进一步走向“换热能力提升”和“系统复杂度提升”,带动冷板、CDU、连接件等环节价值量和技术壁垒同步提升。图表20:冷板式液冷核心部件功能示意图图表21:AI平台推动液冷持续升级平台平台阶段冷板系统变化对液冷系统的含义液冷进入机架级标配,冷板/CDU/UQD/Manifold开始整柜配置集成式大冷板1CPU+2GPU共板GB200液冷导入期独立小冷板替代集成式方案冷板与UQD数量提升,二次侧连接复杂度和价值量上升GB300Rubin液冷深化期100%全液冷+微通道方向冷板性能进一步升级从数量增加走向换热能力提升,系统可靠性与控制要求同步提高全液冷升级期17资料:中国信息通信研究院《算力中心冷板式液冷发展研究报告(2024年)》、英伟达、Haiwu、中泰证券研究所整理冷板趋势1:从传统流道走向微通道,换热能力成为核心壁垒p

MLCP

以极低热阻重塑芯片级换热上限:芯片热量需经过金属盖(IHS)、导热材料(TIM

材料)、液冷板3层介质才能被冷却液带走,每一层都存在热阻损耗。而

MLCP

技术直接将

“金属盖

+

液冷板”

整合为一个单元,内嵌微通道设计,使液冷散热冷却液能够直接流经芯片表面,3-4

层界面的热阻被彻底消除。微通道宽度和高度控制在0.2-0.5mm,通过波浪状散热鳍片和“Z”字形流道布局,在有限空间内构建出庞大的热交换面积,冷却液

“直触”

热源,热阻低至

0.05℃・cm²/Wp

AI芯片功耗上行正在推动冷板从传统单相冷板向微通道冷板/MCL/MCCP升级:海外厂商侧,Microsoft已验证芯片内微流体冷却,通过在硅片背面刻蚀微通道,让冷却液直接进入硅片热源附近,实验中热移除能力最高约为冷板3倍,GPU最大温升降低65%。NVIDIARubin代际把微通道从冷板内部结构升级为供应链重点,MCCP延续Cold

Plate路线、缩窄内壁通道;MCL则进一步把盖板与冷板功能融合,但良率、颗粒沉积和可靠性仍是导入难点。国内供应链侧奇宏等台系厂商将微通道间隙向100μm/80μm推进,浪潮信息则通过微孔喷射和射流冷板解决局部热点。图表22:传统冷板和微通道冷板对比图表23:微通道冷板内部机构18资料:NVIDA、ADM、、CIME国际液冷散热技术展、中泰证券研究所冷板趋势2:3D

打印一体化成型降低泄漏风险,提升复杂流道制造能力p

一体化成型根除传统焊缝漏液风险:传统钎焊/激光焊的焊缝是主要泄漏点。工艺不当易产生气孔,长期热应力下可能疲劳开裂,且高振动场景下微观缺陷会扩大。3D打印一体成型,从源头消除了数十至数百个潜在泄漏焊点,实现本质安全。p

允许复杂流道设计,消除连接热阻:传统拼焊冷板受制于工艺,内部流道设计简单。3D打印可自由制造拓扑优化、仿生设计的复杂流道(如螺旋形),大幅提升换热效率。同时,一体化结构避免了底板与流道间的接触热阻,导热路径更优。p

增材制造冷板商业化进展加速:铂力特已推出一体打印成形液冷板,采用高导热铝合金BLT-AlAM300C和BLT-A320设备,较传统直肋片冷板实现换热量提升20%、压力损失降低约70%,另一方案压降损失降低60%;CoolestDC

×

EOS的纯铜一体式液冷散热器则进一步验证3D打印冷板在高可靠密封、复杂内部结构和高功率散热中的应用价值。该方案以一体化、无接头、无垫片、免钎焊结构降低漏液风险,可承受6

bar及以上水压,并在测试中实现CPU/GPU温度显著下降、PUE降至约1.2。图表24:传统“拼焊”工艺

V.S.

“3D打印一体化”图表25:流道拓扑优化后散热效率显著提升阶段材料/连接方式典型形态核心问题演进逻辑机加工底板、盖板、流道板,再通过钎焊/焊接封装焊缝、钎焊层、垫片形成潜在泄漏路径;连接界面增加热阻通过工艺优化提升焊接质量,但无法从结构上消除焊缝1.传统基板

+焊料连接铝/铜基板

+钎料/焊料真空钎焊材料、扩散焊材料、激光焊材料气孔、虚焊、裂纹等缺陷仍可能存在,长期热循环/振动下有疲劳风险2.高可靠焊接材料更高一致性的焊缝和连接层从普通焊接升级为高可靠连接工艺传统工艺下复杂流道难加工,导热性能受连接界面限制3.高导热母材强化高导热铝合金、铜、铜合金提升冷板主体导热能力材料从“可焊接”转向“高导热

+可复杂成型”一体打印冷板、复杂流道冷板、微通道冷板4.增材制造专用材料3D打印铝合金、纯铜/铜合金对材料粉末、打印工艺、致密度和导热性能要求高从“焊接材料”转向“成型材料”5.一体化无焊缝材料体系可打印高导热铝合金/铜材料无接头、无垫片、无钎焊的一体式冷板成本、良率、规模化仍需验证从“控制焊缝质量”转向“消除焊缝结构”19资料:3DScienceValley白皮书

、《基于COMSOL液冷板拓扑优化设计》、铂力特官网、EOS官网、中泰证券研究所冷板趋势3:从纯铜到金刚石铜,液冷散热的材料升级p

金刚石铜在导热、热膨胀、力学与兼容性上全面优于传统纯铜。1)极致导热性能:量产热导率可达

550–1000

W/m・K,远超传统铜铝材料,可应对

300

W/cm²

以上的高热流密度场景。2)精准热膨胀匹配:可将热膨胀系数调控至

5-7×10E-6/K,与硅基、碳化硅芯片高度匹配,杜绝热应力开裂风险。3)优异力学性能:兼具高硬度与抗疲劳性,在复杂工况下不易变形开裂,使用寿命远超传统散热材料。4)高架构兼容性:无需改造现有散热体系,可直接适配风冷、液冷等方案,落地门槛低,易规模化推广。此外,金刚石铜兼具性能与成本优势(热导率虽仅为纯金刚石的一半左右但能达到纯铜的1.5-2倍,且成本仅为纯金刚石的1/5-1/10);叠加中国大陆掌握全球95%工业级人造金刚石产能优势,使该方案更具规模化推广竞争力。p

金刚石铜可覆盖液冷散热全链路的三层关键环节。1)节点级:以散热片

/

热沉片的形式直接贴合芯片封装表面,快速扩散热点热量;2)封装级:替代传统纯铜封装盖,成为芯片结构的一部分,实现芯片级与封装级一体化均热;3)模组级:作为微通道冷板本体材料,冷却液流经其内部微通道带走热量,热阻较传统方案下降约

50%。p

金刚石铜液冷方案进入产业化落地加速期。2026年4月,中科曙光在郑州超算中心部署C8000

V3.0机柜,首次规模化应用金刚石/铜散热模组,导热率提升80%,助力芯片性能提升10%;中京烽火的金刚石铜液冷板方案也在AI服务器批量应用,热阻降低67%,芯片结温稳定控制在80℃以下。图表27:金刚石铜材料产业化进程图表26:金刚石铜作为微通道冷板材料示意图时间节点推进主体英伟达核心进展英伟达在

CES上宣布下一代VeraRubin架构GPU将全面采用“金刚石铜复合散热

+45℃温水直液冷”散热系统。2026年3月金刚石铜被直接加工成了具有槽线结构(Fin/Channel)的液冷腔体底层。冷却液直接进入由金刚石铜制成的微小通道内发生热交换1)2026年4月上旬,中国科学院宁波材料技术与工程研究所功能碳素材料团队制备的高导热金刚石变浸没液冷整机柜解决方案/铜散热模组,成功应用于全球首个兆瓦级相C8000V3.0,可使芯片模组传热能力提升2026年4月中科曙光80%,助力芯片性能提升10%;2)金刚石铜导热材料已在郑州超算中心实现规模化应用,使得芯片模组温度下降5℃。中京烽火金刚石铜液冷板方案在智芯微电子

AI服务器批量部署,热阻降低

67%,芯片结温稳定控制在

80℃以下。2026年4月中京烽火20资料:《CaseStudiesin

ThermalEngineering》、经济日报、中国地质大学北京郑州研究院、中国科学院宁波材料技术与工程研究所、先进铜基材料、中泰证券研究所冷板趋势4:从单相显热到双相相变,冷板散热边界进一步抬升p

“液-气”两相高效换热:双相液冷在冷板内引入了

“气相”(液态→气态→液态)

。其核心是让低沸点绝缘工质在芯片热源处沸腾汽化,吸收巨额“汽化潜热”,单位质量换热量可达单相水的200~400倍,蒸汽在系统远端冷凝液化完成放热,形成高效循环。p

高均温、高效率,突破单相液冷的热流密度与能效瓶颈:一是温度均匀性极佳,沸腾过程近似等温,彻底改善芯片“前冷后热”问题;二是散热效率跃升,热流密度可达300W/cm²以上,并大幅降低系统泵功至

<0.3

W/kW,助力数据中心整体PUE降至1.15-1.18。p

已进入商业部署阶段:

Accelsius

已于

2026

年4月宣布

NeuCool

IR150

集成式机架级双相冷却方案正式上市,ZutaCore

也于

2026

年3月发布适配NVIDIA

RTX

PRO

6000

Blackwell

Server

Edition

OmniTherm

双相冷板;同时,DarkNX

已与

Accelsius

签署

300MW

AI数据中心园区部署协议,表明双相冷板正从样机验证走向产品化与规模化导入。图表29:双相液冷板逐步进入商业部署阶段图表28:双相液冷工作原理时间厂商成果与运用性能与影响提供⾼达150kW/机架冷却能⼒;真正的即插即用系统,首次让企业和小型运营商也能轻松使用两相液冷技术宣布NeuCoolIR150正式上市,即推出业界首款完全集成式机架级双相冷却⽅案2026年4月Accelsius宣布OmniTherm双相冷板可适配

NVIDIARTXPRO6000BlackwellServerEdition,面向企业与

AI云服务器场景单槽⽆⽔两相冷却,使用⼀种不导电、⽆腐蚀性的介电液体,效率远⾼于传统冷板2026年3月2025年11月2025年2月ZutaCoreAccelsiusZutaCore与

DarkNX签署

300MWAI数据中⼼园区部署协议,采用Accelsius的NeuCool两相冷板技术300MW容量标志两相芯片直接冷却技术正朝着⼤规模应用⽅向迈进SoftBank、Foxconn与

ZutaCore在NVIDIAH200AI服务器上应用双相

DL技该解决⽅案通过NVIDIA的温度测试(NVQual);冷却效率PUE达1.03;术C,并在

SoftBank数据中⼼完成运⾏验证与性能评估21资料:英维克、Softbank、Accelsius、Zotacore、中泰证券研究所CDU协同重构二次侧控制回路,智能泵驱与极限温差板换突破能效瓶颈p

CDU扮演液冷系统控温心脏,四大核心功能重构二次侧运行基石:CDU主要包含板式换热器、水泵、控制器、传感器及补水/排气/过滤/阀件等模块,连接一次侧冷源与二次侧服务器回路,承担四类核心功能。①

换热:

通过板式换热器完成一次侧与二次侧热量交换,将服务器侧热量传递至外部冷源;②

循环:

通过水泵驱动冷却液在

CDU—Manifold—UQD—冷板之间持续流转;③

温控:

通过控制器和温压流传感器调节流量、温度和压力,保障冷却能力稳定输出;④

安全保护:

通过定压、补水、排气、过滤、漏液监测等装置降低气堵、泄漏和压力异常风险。p

智能泵驱和极限温差板换突破传统CDU能效瓶颈:当前,德昌电机的DCP系列已打破传统液冷泵

“一刀切”

的固定转速模式,搭载可接入CDU

PID

智能温控系统的FOC(磁场定向控制),实时同步流量与温度数据,相当于给泵装了

“AI大脑”。而Alfa

Laval

Boyd

合作,则利用常压装置使技术水循环和设施水循环的温度尽可能接近,在

facility

loop

IT

equipment

loop

之间实现高效热量传递,促进液-液板式换热器向高功率、低温差、低压降和紧凑化方向升级。图表33:核心零件演进趋势图表30:CDU内部构成示意图演进⽅向(变化逻辑)核⼼部件原有形态演进原因技术优势代表供应商格兰富、赛莱默、Vertiv、、小体积、可调

Panasonic、CDU容量提升、机械泵

/常规

In-Rack空间受限电⼦泵(基础动⼒源

→智能动⼒模块)⾼效率、低能耗泵循环泵、⼆次侧流量需求提⾼速、可冗余九宏股份、南⽅泵业、⼤元泵业液-⽓换热器

/

AI机柜功率提升、基础液-液换

多机柜与复杂⼆次液-液板式换热器(单点换热设备

压降、紧凑化、热量中转核⼼)

⾼腐蚀⾼换热效率、低图表31:板式换热器板式换热器CDU厂商集成配套为主图表32:水泵热器侧⽹络需求增加22资料:中国信息通信研究院、乐清智库、热管理博览会、Jonesonelectric、AlfaLaval、中泰证券研究所整理控温协同要求CDU承接高负荷换热,部署形态由单柜分布式向机房集中式演进p

冷板与CDU的是“前端热捕获

+

后端热管理”的系统协同关系:冷板技术迭代与CDU路线演进是同一条液冷系统升级链条的两端。冷板侧从普通铜基板向微通道、定制化、高热流密度设计升级,使服务器侧单位面积热负荷和流道压降同步提高;CDU侧则必须通过更强的泵送能力、更低温差的液-液换热、更精细的温压流控制和更高水质管理能力承接冷板升级。p

CDU从单柜/机架内分布式部署,向行级、集群级、机房级集中式部署延伸:CDU从In-rack单柜分布式方案起步,适合局部高密度和改造场景;当液冷从单柜扩展到多柜AI集群时,In-row

/

floor-mounted

CDU通过集中服务多个机柜提升扩展性和运维效率;进一步规模化后,CDU可集中到机房后端或设施侧,形成共享流体系统,以减少重复配置、提升冗余效率和支持更大规模AI集群。p

Vertiv

CoolChip

CDU家族已形成从in-rack到in-row再到perimeter-based的分层部署体系:CoolChip

CDU

100支持单机架direct-to-chip液冷,适合“one

rack

at

a

time”的渐进式部署;CoolChip

CDU

600采用in-row液-液形态,面向高密度AI/HPC提供可扩展液冷能力;产品家族整体支持in-rack、end-of-row和perimeter

placement,叠加Gallery

CDU定义,即部署于机房边界或机械走廊的facility-scale集中式系统,说明CDU正在从单柜分布式设备向行级、集群级和机房级集中式液冷基础设施演进。图表34:CDU关键指标决定高功率机柜适配能图表35:CDU分布式/行级/集中式技术路线对比指标维度指标含义重要性可用资料⼝径(只展示数字和)路线典型形态服务范围优势主要约束当前判断▣分布式❄

冷量能⼒(ThermalCapacity)单柜或柜内局

靠近热源、故障隔部

离性强占用柜内空间,扩展性受限适合早期改造或局部⾼密度场景CDU可带⾛的总热负载决定单台

CDU可适配的液冷功率上限及可服务柜数400

kW

2

MW+:AiredalebyModine)In-RackCDU(kW/MW)(▣▣⾏级In-Row/SidecarCDU⼀个或多个机柜兼顾冷量、空间和运维效率对管路和机房布局

⾼功率

AI机柜下主流化ꢀ

流量能⼒(FlowRate)定义单冷却液循环流量(LPM或

L/min/kW)决定冷却液能否充分流经服务器换热负载1.5

2

L/min/kW要求更⾼程度提升(:LiquidStack)泵需推动冷却液过loop、bcd、cold

plate▣▣▣集中式◔

扬程/压降(HeadPressure)表克服管路阻⼒所需的压⼒能⼒决定单泵⼆次侧风障下的冷却液稳定性Facility-level/PerimeterCDU多排机柜或液冷集群统⼀冷却、集中运

初始设计复杂,依维、扩展性强

赖数据中⼼级改造随

AIDC液冷规模化持续渗透(:LiquidStack)图表36:分布式CDU图表37:集中式CDUꢁ

温控精度(Temperature对供

/回液温度、压⼒和流量进⾏精细控制保障芯片热斑运⾏并避免供液温度骤升造成浪费供⽔温度⾼于数据中⼼露点(

:Vertiv)Control)⛨

过滤洁净度(Filtration)通过过滤器控制冷却液中杂质和颗粒污染保护冷板和微通道,降低堵塞风险50

μm

过滤器(:Vertiv)ꢂ

冗余与保护(Redundancy&Protection)N+1

泵、双电源、漏液检测

降低

AI训练集群停机风险,、报警、旁路过滤等

保持连续运⾏N+1

泵冗余、双电源、旁路过滤(:LiquidStack)23资料:中国通信企业协会、SuperCloudComposerWhitePaper、vertiv、中泰证券研究所UQD由自研走向标准化兼容,机柜升级驱动普通快接向整柜盲插接口规格跃升p

UQD快速接头为液冷防漏核心关卡:作为液冷系统中最关键的连接界面与防漏关卡,UQD是液冷系统中的通用快速断开接头,用于在服务器、冷板、歧管、CDU/冷却回路之间实现快速、低泄漏、可维护的流体连接。作为实现服务器节点“热插拔”与模块化运维的核心组件,UQD是由互相配对的公头(插头)与母头(插座)集成精密的阀门结构;按操作形式可分为带锁紧结构的手插式和具备浮动补偿能力的盲插式。当前,行业正从厂商自研走向标准化,重点解决等效通径、插合长度及轴向容差,以实现跨厂商产品的解耦与兼容。p

UQD由普通快接向整柜高可靠标准化盲插接口规格跃升:UQD的技术壁垒不在于“能否接通管路”,而在于在高密度AI机柜中同时满足低泄漏、高流量低压降、小体积、耐压、寿命、材料兼容和标准互换。OCP规范将流量、压力、爆破压力、断开液体损失、Cv等定义为关键KPI,并要求UQD在5000次插拔和10年服务寿命后仍满足性能要求。随着NVIDIA机柜从GB200

NVL72走向GB300/B300,液冷形态从单点快接升级为rear

manifold

/

inner

manifold

/

rack

manifold配合盲插QDs,液冷对象也从CPU/GPU扩展到HBM、NIC、NVSwitch等更多组件。由此,UQD从普通软管快接件升级为整柜液冷系统的高可靠、标准化、盲插式基础接口。图表39:UQD行业标准概览图表38:液冷快接头主导组织/关键推动者标准名称连接类型主要应用场景关键技术特点⼿动插拔(Hand-Mate)机架⾄CDU连接(Rack-to-CDU)标准化的⼿动连接器,多厂商兼容UQDUQDBBMQCOCP/IntelOCP/IntelOCP(ORV3)服务器⾄机架歧管(Server-to-盲插(Blind-Mate)±1mm径向未对准补偿Manifold)盲插(Blind-Mate)服务器⾄机架歧管(ORV3Racks)±5mm径向及±2.7°

角度⼤容差补偿⼿动插拔

/盲插(Hand-Mate/Blind-Mate)NVQD

/NVBQD服务器内部件连接

较UQD尺⼨小40%,为⾼NVIDIA密度优化(In-Chassis)24资料:CIME国际液冷散热技术展、英伟达、智算中心液冷产业全景研究报告(2025)、中泰证券研究所歧管打破单一流体分配管件,智能发展与高功率迭代推动模块升级p

液冷歧管承担机柜级流体分配枢纽

标准化智能化驱动价值提升:歧管由主管路、分支接头、排气阀(维持压力平衡)以及集成的电磁关断阀、电动调节阀等智能组件构成,作为液冷机柜内部定制化的流体分配通道,负责将冷却液从主干管路均匀引向各个服务器节点。p

歧管正在从单一流体分配管件,升级为与CDU协同的一体化、智能化、高功率适配模块:集成化方向探索“CDU+歧管一体化模块”,通过减少管路连接点降低潜在泄漏路径,推动Manifold从独立分配部件向系统级液冷模块演进;智能化方向通过流量传感器向CDU控制器反馈支路流量,实现按GPU负载动态调节冷量;高功率方向则面向200kW级以上AI机柜,要求CDU具备冗余泵和快速切换能力,歧管结构也从单/双排管向更高流量的三排管演进。图表40:液冷水岐管图表41:协同供液架构示意25资料:CIME国际液冷散热技术展、英伟达、智算中心液冷产业全景研究报告(2025)、中泰证券研究所PFAS监管收紧叠加3M退出

环保液冷介质与国产氟化液迎来替代窗口p

欧盟

REACH

&

美国

EPA限制氟化产品已成定局:传统电子氟化液因含有“永久化学品”PFAS,正面临全球严厉监管。2025-2026年,法规密集出台明确限制PFAS的生产和进口,2026年后将逐渐收紧行业的要求,目前只对于无成熟替代品的关键领域(如半导体制造业)给出5-12年宽限期,液冷介质行业将可能转向合成酯、碳氢化合物等环保介质。p

3M

停产释放市场空间:氟化液龙头3M已在2025年底全面停止相关产品生产,市场6亿美元产值缺口将由替代厂商和去氟化环保介质填补。2026年有望成为国内氟化液厂商需求爆发之年。预计2032年,全球液冷介质市场规模将达24.62亿美元,届时PFAS将受到严格监管,环保介质将成为刚需。p

国产电子氟化液性能可靠,可实现替代:国产电子氟化液产品参数可媲美进口电子氟化液参数,甚至个别参数优于进口指标。随着3M的退出,预计国内企业也将加速相关产品国产化进程。图表42:欧盟

REACH

&

美国

EPA对氟化

图表43:全球液冷介质市场规模及构成图表44:国内外主流氟化液产品参数对比物限令(亿美元)欧盟

ECHA美国联邦

EPA30.002023.10SFM-5016N(曙光数创)FC-72(3M)Novec

7100《有毒物质控制法》(TSCA)对全氟和多氟烷基物质(PFAS)进行申报和记录保存要求(3M)25.0020.0015.002025.12完成对14个重点行业PFAS问题的评估沸点

℃(常压)密度(kg/m³)50161812209056168011008861151011831120.387.42026.03启动为期60天的第二轮社会经济影响咨询2026.04比热

(J/kg·K)TSCA

PFAS数据报告的通用申报期正式开始24.626.5710.56潜热

(kJ/kg)10.005.0018.22运动粘度(cSt)0.371.900.381.82026.12向欧盟委员会提交最终科学评估意见2026-

20308.71介电常数

(1kHz)臭氧消耗潜值(ODP)全球变暖潜值(GWP)EPA将强制相关企业承担数亿美金的环境清理费用。6.000.00002029-2035对于尚无成熟替代品的关键领域(如半导体制造),给予5-12年的宽限期,随后彻底禁售。202420252026E2032E2074002973M(氟化液/遗留介质)+PFAS-Free环保介质26资料:欧洲化学品管理局、美国环境保护署、3M年报、绿色节能液冷数据中心白皮书、中泰证券研究所录3液冷单位通胀明确,NV+ASIC+国产算力放量打开千亿级天花板TS研专

信GB200

NVL72机架液冷方案p

机架侧液冷组件构成:液冷板(Cold

plate)、冷却分配单元(CDU)、冷却水歧管(Manifold)和冷却液快接头(UQD)。p

具体配置关系:Ø

(1)液冷板:每层Computer

tray会在2颗GB200芯片上方分别覆盖一片大型冷板,并在机壳后方放置6~10组的散热风扇;每层Switchtray会在2颗NVSwitch

ASIC芯片上分别使用一片大冷板,并放置6组的散热风扇;Ø

(2)CDU和Manifold:整机柜部分会使用到一对冷却水歧管、一组搭配柜式液冷背门的冷却分配单元;Ø

(3)UQD:每层Computer

tray冷板侧需要4对快接头,叠加与Manifold连接的2对,则每层Computer

tray合计需要6对快接头,同时每层Switch

tray需要4对快接头。p

用量拆解:GB200

NVL72机架需要54片冷板、1组CDU、1对Manifold和126对UQD。图表45:机架侧液冷系统循环图图表46:NIVDIA

NVL72机柜散热模组拆解一对Manifold置于机柜后方液冷板覆盖于CPU/GPU上UQD作为Manifold和液冷板的接头CDU置于机柜底层28资料:零氪1+1、NVIDIA、CoolIT、CPC、中泰证券研究所GB300

NVL72机架液冷方案:通胀明确p

GB300彻底取消风冷方案,全面转向“液对液散热系统”。采用冷板式全液冷架构,为每个GPU和CPU芯片配备独立的“一进一出”冷板,而非大面积冷板覆盖方式,由此产生两大核心影响:Ø(1)插槽化设计使单芯片冷板数量翻倍:每个GPU和CPU上都覆盖一片冷板,每层Computer

tray需要6片冷板,同时考虑Switchtray也用冷板(单层2片),则系统冷板总用量达126片,相比GB200方案增加133%;对应单柜冷板价值量达4万美金,提升57%。Ø(2)UQD尺寸缩小但用量翻倍:单个Computer

tray快接头用量从GB200的6对增至14对,则系统UQD总用量达270对,相比GB200方案增加114%。同时,GB300采用新型快接头NVUQD03,尺寸缩小至原型号的1/3;对应单柜快接头价值量达1.4万美金,提升81%。Ø此外,其他组件如manifold、CDU等均沿用GB200的原有设计,无需额外调整。p

GB200和GB300散热模组成本拆解:据测算,GB200

NVL72机架散热模组总价值量8.2万美元,GB300机架散热模组总价值量9.8万美元,提升19%。图表47:NIVDIA

GB200/GB300

NVL72机柜散热模组BOM表GB200

NVL72单价(美元)GB300

NVL72单价(美元)单个节点层面组件ColdPlateUQD用量单位片金额800用量单位片个/金额1,60070026840060614/26750/个360PerComputeTrayFan其他个25200/100100ColdPlateUQD22片个600601,20012022片个/单位层层对个600601,200120PerSwitchTrayFan6个25150金额///金额机架层面用量189单位个单价(美元)1,460用量189单价(美元)2,400ComputeTray26,28013,23012,00030,00080043,20011,88012,00030,000800SwitchTrayManifold个1,4701,3201对12,00030,000112,00030,000CDU其他1个1合计金额(美元)四大组件拆分:82,31025,2007,56012,00030,00097,88039,60013,68012,00030,000ColdPlateUQD541261片对对个467601262701片对对个31451ManifoldCDU12,00030,00012,00030,0001129资料:零氪1+1、Nomura、AIOT大数据、优分析产业数据中心、中泰证券研究所测算;注:目前CDU采用In-Raw架构居多/采用一拖8等形式、Manifold价值量一般与管路合并计算Rubin平台液冷方案架构革新p

2026年3月,英伟达GTC大会发布Rubin和Feynman两款面向人工智能的下一代GPU架构,分别计划于2026年和2028年推出。Rubin平台使散热方案从“混合冷却”全面转向“100%

全液冷”及更前沿的封装级散热。Rubin散热技术演进路线图为三个阶段:Ø阶段一:当前至2026年(Rubin

量产交付期)。(1)核心散热架构:实现

100%

液冷覆盖,彻底移除计算托盘内的风扇,采用第三代无缆化、无软管模块化设计。(2)关键组件升级:

1)微通道冷板MCCP:冷板内部流道尺寸缩小至微米级,大幅缩短传热路径。采用“大冷板”设计,单块冷板覆盖1颗CPU和2颗GPU;2)高密度

CDU:由于机柜功率突破

200kW,CDU

的换热功率和流量控制精度需同步提升,以支持

45℃

的热水冷却;3)集成化分水器Manifold:管径加大并集成传感器与互锁球阀,降低漏液风险并提升稳定性。ØØ阶段二:2027年上半年(技术深化期)。(1)从单相向两相演进。随着单芯片功耗突破物理极限,传统的单相水基冷却可能不足,行业开始测试两相冷板液冷技术。利用冷却液的相变潜热,其散热能力可较单相方案显著增强。(2)材料革新。微通道冷板的制造将更多使用无氧铜或铜合金,并采用激光焊、真空钎焊等精密工艺,以确保微米级流道在高温高压下的结构强度和密封性。阶段二:2027

年下半年及以后(Rubin

Ultra

与极端场景)。(1)微通道盖板(MCL)技术:MCL

将热扩散器与冷板功能直接集成在芯片封装内,属于封装级的两相直触式冷却,预计最快随

Rubin

Ultra在

2027

年下半年量产。(2)浸没式液冷。(3)混合液冷尝试。图表48:Rubin

散热技术演进路线图阶段二:2027

年上半年(技术深化期)阶段一:当前至

2026

年(Rubin

量产交付期)阶段三:2027

年下半年及以后(Rubin

Ultra

与极端场景)核心散热架构单相向两相演进微通道盖板

MCL将热扩散器与冷板功能直接集成在芯片封装内,即封装级的两相直触式冷却100%

液冷覆盖,彻底移除计算托盘内的风扇,采用第三代无缆化、无软管模块化设计利用冷却液的相变潜热,其散热能力可较单相方案显著增强关键组件升级材料革新浸没式液冷混合液冷微通道冷板

MCCP高密度

CDU集成化分水器Manifold使用无氧铜或铜合金,并采用激光焊、真空钎焊等精密工艺,以确保结构强度和密封性30资料:AI芯片与散热、中泰证券研究所预计2026年英伟达AI服务器带来600亿+液冷空间p

市场空间:假设26-27年英伟达AI服务器机柜出货9/12万台,26年GB300机柜放量、27年Rubin机柜放量,则预计2026-2027年实现机架侧液冷空间631/905亿元。p

后续,随着1)更高密度的机柜迭代带来更高要求;2)服务器端网卡、网络侧设备光模块/交换机、电源端等部件全部采用液冷,预期液冷单位需求还会增加,带动液冷空间进一步释放。图表49:25-27年英伟达AI服务器液冷空间测算202532.50.82026E90.87.01.574,76025,2007,56012,00030,00095,28039,60013,68012,00030,000116,70072.72027E120.05.07.074,76025,2007,56012,00030,00095,28039,60013,68012,00030,000116,70047.6英伟达机柜出货预期GB200机柜GB300机柜Rubin机柜GB200机柜液冷价值量冷板万台万台万台万台美元美元74,76025,2007,56012,00030,00095,28039,60013,68012,00030,000UQDManifoldCDU美元美元美元美元GB300机柜液冷价值量冷板美元美元UQDManifoldCDU美元美元Rubin机柜液冷价值量GB系列机柜液冷空间美元亿美元亿美元亿美元亿美元亿美元亿美元亿人民币26.39.53.04.09.9其中,冷板29.710.29.423.417.5631.319.86.86.015.081.7905.3UQDManifoldCDUVR机柜液冷空间英伟达机柜液冷空间184.231资料:MorganStanley、工业富联、中泰证券研究所测算定制ASIC芯片集群加速布局,海外液冷空间继续扩容图表51:谷歌V7及以后机柜必须采用液冷方案(价格系估算)p

北美主流CSP厂商加速推进自研AISC芯片集群。同时,ASIC服务器陆续采用液冷方案,加速液冷渗透,其中谷歌液冷渗透较快。p

以谷歌为例,随着其TPU

v7/v8平台在26-27年加速放量且均标配液冷,将带动全球液冷快速扩容。据瑞银最新报告,预计26-27年TPU出货达413/987万颗,其中v7与v8芯片合计占比达85%/100%,预计26-27年带来液冷空间达257/765亿元。部件液冷板UQD用量片单位641601单价(美元)250价值量(美元)16,000个508,000冷歧管CDU对12,00030,00012,000个130,000合计66,000图表50:北美头部CSP厂商ASIC芯片迭代节奏及相关散热方案选择图表52:谷歌ASIC芯片预计在2026年带来257亿元液冷空间2026E41364279702027E9870267720CSP厂商ASIC芯片迭代节奏散热方案选择TPU出货机柜出货液冷价值量液冷空间液冷空间万颗万颗万颗万颗万台万台万台万台

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

最新文档

评论

0/150

提交评论