数据中心液冷行业深度报告：大模型-大算力带来高功耗，液冷技术有望加速导入

此报告仅供内部客户参考 请务必阅读正文之后的免责条款部分 证券研究报告 大模型&大算力带来高功耗，液冷技术有望加速导入 数据中心液冷行业深度报告 2023 年 10 月 19 日 评级 同步大市 评级变动： 维持 行 业涨跌幅比较 % 1M 3M 12M 计算机 -1.28 -11.30 15.47 沪深 300 -5.21 -8.34 -7.94 何晨 分析师 执业证书编号:S0530513080001 hechen@hnchasing.com 黄奕景 研究助理 huangyijing@hnchasing.com 相关报告 1 计算机行业 8 月月报：持续关注 AI 应用落地进程 2023-08-09 2 计算机行业 7 月月报：持续关注 AI 业绩兑现2023-07-04 3 计算机行业 6 月月报：算力需求高增长，Al 政策持续催化 2023-06-08 重 点股票 2022A 2023E 2024E 评 级 EPS（元） PE（ 倍 ） EPS（ 元 ） PE（倍） EPS（元） PE（ 倍 ） 曙光数创 1.64 20.86 0.84 40.89 1.08 31.70 买入 英维克 0.64 40.09 0.70 36.78 0.93 27.47 买入 浪潮信息 1.39 22.19 1.75 17.65 2.12 14.57 增持 资料来源：iFinD，财信证券 投资要点：  液冷是一种用液体来冷却电子设备的散热技术，能够显著提高数据中心 散 热 效 率。液冷技术根据冷却液与发热器件的接触方式不同，可以分为间接液冷和直接液冷，其中间接液冷主要包括冷板式液冷，直接液冷包括浸没式液冷和喷淋式液冷。冷板式液冷和浸没式液冷是目前主流的液冷形式，冷板式液冷应用最为广泛，在改造成本、可维护性、兼容性方面具备优势；浸没式液冷冷却效果最好，节能性上优势明显，但可维护性和兼容性一般，多用于高功率密度机柜。  当前数据中心温控方式仍以风冷为主，液冷方案中冷板式技术更为普及 。2022年数据中心液冷技术的渗透率大概在5%~8%左右，风冷仍然占据 90%以上的市场份额。按照服务器出货量口径统计，2023H1我国冷板式液冷服务器比例为 90%左右，浸没式液冷渗透率为 10%。  数据中心算力与能耗水涨船高，逐渐超出风冷散热阈值，液冷散热已是 趋 势 所 向 。Chatgpt为代表的生成式人工智能模型拉升算力需求，百亿参数成为模型涌现门槛，算力成为大模型性能提升的关键。大模型带来大算力，大算力带来高功耗，Intel 的多款 CPU 芯片的 TDP 已突破 350W，NVIDIA 的 H100 系列 GPU 芯片 TDP 更是达到 700W。这也导致单服务器和单机柜功率均显著上升，已经逐渐超出风冷散热的覆盖范围，液冷散热已成为必然趋势。  PUE限 制 是 现 阶 段 液 冷 技术发展的核心驱动力。PUE代表数据中心能源使用效率，等于数据中心总耗电/IT 设备耗电，比值越接近于 1，说明能源越接近全部都用于 IT 设备负载上。我国数据中心平均 PUE为1.49，仍有半数区域的数据中心 PUE 位于 1.5 以上。近几年，国家与地方出台了一系列针对新建与老旧数据中心PUE的管控计划，明确要求东、西部枢纽节点数据中心 PUE 分别控制在 1.25、1.2 以下。而传统风冷方案的数据中心 PUE 一般在 1.5 左右，高于政策要求的范围；液冷方案能够有效降低冷却系统的能耗水平，从而将数据中心整体PUE 降低到 1.05-1.2 左右，满足相关的政策要求。 -7%13%33%53%73%2022/102023/012023/042023/072023/10计算机沪深300行业深度 计算机 此报告仅供内部客户参考 -2- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告  数 据 中 心 TCO是 液 冷 技 术 规 模 应 用 的 关 键 因 素 。数据中心总成本（TCO）包括建设成本（Capex）和运营成本（Opex）。根据奕信通科技在 2022年数据中心标准峰会发布的报告进行测算，以华东地区数据中心建设情况为例，现阶段冷板式液冷方案的TCO甚至 Capex已经低于风冷，浸没式液冷方案的 TCO也将在运行五年左右之后出现低于风冷方案的拐点。但是该测算结果依赖于一定的前提条件：如机柜功率达到 30KW、不计算服务器折旧和服务器运营支出、水电费与房租等运营成本按华东地区情况计价、采用集中式大型 IDC 机房且 IT 设备在 12 个月线性上架后实现 80%负载率、外界气温对制冷系统的能耗求较高等。因此在西北部地区、较小型数据中心等场景下液冷技术的经济性尚没有完全体现。但在数据中心发展的大型化、集约化的趋势下，且液冷方案仍存在每年降本 5-10%的空间，再考虑到液冷方案能够有效延长服务器使用寿命，未来液冷数据中心 TCO的优势将更加明显。  数 据 中 心 液 冷 未 来 市 场 规 模 估 算 ：到 2025年，中国数据中心液冷市场规模将达到 359 亿元左右，CAGR 达到 72.4%；AI 数据中心液冷市场规模将达到 280 亿元左右，CAGR 达到 71.4%；通用数据中心液冷市场规模将达到 79 亿元，CAGR 达到 76.2%。  相 关 标 的 和 投 资 建 议 ：由于液冷设备与基础设施主要依附于服务器和机房而存在，建议关注：1）服务器产品技术实力雄厚，积极布局液冷技术的服务器厂商：曙 光 数 创 、浪 潮 信 息 ；2）多年深耕温控领域，多点布局的机房温控厂商：英维克。  风险提示：产业政策不及预期风险；人工智能技术发展不及预期风险；芯片算力与功耗发展不及预期风险；液冷技术发展不及预期风险；行业 竞争加剧风险 此报告仅供内部客户参考 -3- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 内容目录 1 液冷技术详解 ........................................................................................................... 5 1.1 冷板式液冷.............................................................................................................................................. 6 1.2 浸没式液冷...............................