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1、1中 泰 证 券 研 究 所专 业 领 先 深 度 诚 信证券研究报告2 0 24.0 1.1 2液冷,护航数据中心走向绿色低碳AI产业研究算力系列之一:液冷分析师:苏仪执业证书编号:S0740520060001Email:联系人:刘一哲Email:2 总体来看,液冷虽然在中国正式起步的时间较晚,但其凭借较高的散热效率与稳定的工作状态,已经吸引了产业界较多关注与探索,多家服务器厂商和第三方厂商先后密集推出液冷服务解决方案/液冷服务器产品。液冷行业起步较晚但发展迅速。2022年我国液冷服务器市场规模约10.1亿美元,同比增长189.9%;预计到2027年我国液冷服务器市场规模将达89亿美元,20
2、22-2027 CAGR为54.5%。以“东数西算”为标杆,全国多地均对数据中心绿色、节能建设效果提出要求,这将进一步促进液冷的应用渗透率提升。电信运营商作为服务器、数据中心应用龙头企业,已提出液冷应用的三年愿景,为液冷应用给出较好的行业应用范例和指引。当前液冷仍处于发展初期,依然存在产业标准有待明确、产业生态有待完善、产品服务价格较高等困难与挑战。但我们也看到已经有较多市场参与者积极布局液冷行业,随着政策指引持续明确与产业生态持续完善,我们有望看到液冷产业竞争格局在近几年内快速明晰。展望未来,数字经济持续快速发展,数据量激增与AIGC跨越式发展,均对算力基础设施提出了更高要求;同时,当前以数
3、据中心为代表的服务器集群的高耗能现象、散热表现有待改进与提升,也在推动行业采取更先进、更绿色的温控手段。液冷作为新兴温控手段,其散热效率较传统风冷有较大提升,将在未来获得更多服务器厂商与应用场景的选用。风险提示:风险提示:液冷技术探索与应用、行业生态建设不及预期的风险;AI进展不及预期带来下游算力需求不及预期的风险;数据中心建设进度不及预期的风险;市场竞争加剧的风险;研究报告中使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险等。摘要摘要kVcZpWmZxUbWkU9YyWsQtRsQbRaO7NsQpPnPnReRrRnMkPmNtO7NnNuNxNnRsMMYpMyR3CONTENTS目录C
4、CONTENTS专 业 领 先 深 度 诚 信专 业 领 先 深 度 诚 信中 泰 证 券 研 究 所中 泰 证 券 研 究 所1液冷的基本概念41.1.1 液冷技术分类液冷技术分类 液冷是一种以液体作为冷媒,利用液体流动将数据中心IT设备的内部元器件产生的热量传递到设备外,使IT设备的发热部件得到冷却,从而保证IT设备安全运行的技术。液冷的优势:液冷具备超高能效、超高热密度,能够高效散热,并且不受海拔、地域、气温等环境的影响。目前,液冷技术主要包括冷板式液冷、喷淋式液冷和浸没式液冷技术三种。图表:液冷技术分类资料来源:电信运营商液冷技术白皮书、中泰证券研究所51.1.2 三种液冷技术对比三种
5、液冷技术对比冷板式液冷冷板式液冷图表:冷板式液冷系统原理图资料来源:中兴通讯液冷技术白皮书、中泰证券研究所 冷板式液冷是通过液冷板(通常为铜铝等导热金属构成的封闭腔体)将发热器件的热量间接传递给封闭在循环管路中的冷却液体,通过冷却液体将热量带走的一种散热形式。冷板式液冷系统主要由冷却塔、CDU、一次侧&二次侧液冷管路、冷却介质、液冷机柜组成;其中液冷机柜内包含液冷板、设备内液冷管路、流体连接器、分液器等。冷板式液冷作为非接触式液冷的一种,行业内具有10年以上的研究积累,在三种主流液冷方案中技术成熟度最高,在三种主流液冷方案中技术成熟度最高,是解决大功耗设备部署、提升能效、降低制冷运行费用、降低
6、TCO的有效应用方案。但冷板式液冷未能实现100%液体冷却,因此存在机柜功耗低、液冷占比低时,节能收益不显著问题;且液冷板设计需要考虑现有设备的器件布局,结构设计和实现的难度较大,标准化推进难度大。61.1.2 三种液冷技术对比三种液冷技术对比浸没式液冷浸没式液冷 浸没式液冷是以冷却液作为传热介质,将发热器件完全浸没在冷却液中,发热器件与冷却液直接接触并进行热交换的制冷形式。浸没式液冷系统室外侧包含冷却塔、一次侧管网、一次侧冷却液;室内侧包含 CDU、浸没腔体、IT 设备、二次侧管网和二次侧冷却液。使用过程中 IT设备完全浸没在二次侧冷却液中,因此二次侧循环冷却液需要采用不导电液体,如矿物油、