通信行业液冷深度：产业和政策双轮驱动，数据中心液冷进入高景气发展阶段

11中邮证券2024年7月9日液冷深度产业和政策双轮驱动，数据中心液冷进入高景气发展阶段证券研究报研究报告中邮证券研究所 通信团队行业投资评级：强于大市|维持•液冷利用了液体的高导热、高热容特性替代空气作为散热介质，具有低能耗、高散热、低噪声、低TCO等优势。液冷主要包含冷板式、浸没式和喷淋式等技术路线，目前，冷板式和浸没式是行业共存的两条主流技术路线，考虑到技术成熟度、可靠性、技术通用性、结构颠覆性等方面，当前液冷数据中心仍以冷板式占据主流地位；浸没式在一些超算中心项目上成功实现应用。•政策端，“双碳”目标下，数据中心向绿色可持续发展。2022年，全国数据中心PUE约为1.57，中央和多地方政策对新建数据中心PUE提出要求。2022年6月，工信部等六部门印发《工业能效提升行动方案》提出，到2025年，新建大型、超大型数据中心PUE优于1.3；2022年1月，国家发改委同意启动建设全国一体化算力网络国家枢纽节点的系列复函中指出，国家算力东、西部枢纽节点数据中心PUE分别控制在1.25、1.2以下。采用液冷技术可以大幅降低数据中心能耗，PUE可降低至1.2以下，满足数据中心绿色可持续发展需求。•产业端，算力密度提升和低TCO促进液冷快速发展，未来5年复合增速超40%。数据中心算力规模高速增长、高功率单机柜快速普及，预计2025年全球数据中心平均功率达25kW，相较于2020年16.5kW的平均单机柜功率明显提升，液冷技术可以满足高密度数据中心散热需求。根据Omdia数据，2023年数据中心液冷渗透率约为13%，预计在2030年提升至33%左右，获得55亿美元（约合400亿元人民币）的市场规模，2023-2028年CAGR为41%。 •我们认为，随着数据中心算力规模高速增长，液冷技术市场渗透率的持续提升，数据中心液冷进入高景气发展阶段。随着解耦交付的推进，产业生态逐步成熟，液冷将进入标准化、规模化推广和部署期，拥有产业链一体化解决方案的配套商、以及与芯片厂商/服务器厂商/运营商建立稳固合作的配套商具有更强的竞争优势，建议关注英维克、申菱环境、曙光数创、科华数据、飞荣达、高澜股份等。•风险提示：市场需求不及预期；产业链各环节竞争加剧；技术路线创新产生的风险等。请参阅附注免责声明3目录数据中心向绿色可持续发展，液冷方案空间广阔一液冷包含三种主流技术路线，冷板式液冷最为成熟二相关上市公司四算力密度提升和低TCO促进液冷快速发展，未来5年复合增速超40%三风险提示五44一数据中心向绿色可持续发展，液冷方案空间广阔1.1 数据中心液冷始于1964年，近几年我国发展迅速1.2 “双碳”目标下，数据中心向绿色可持续发展1.3 液冷技术低能耗、高散热优势显著5资料来源：《中国液冷数据中心发展白皮书》-赛迪顾问，中邮证券研究所请参阅附注免责声明◼ 1.1 数据中心液冷始于1964年，近几年我国发展迅速•数据中心持续运行产生大量热量，冷却系统是数据中心重要组成。根据冷却介质的不同，数据中心冷却系统分为风冷和液冷。数据中心液冷始于1964年，IBM公司推出首款System 360冷冻水冷却计算机，开创性地采用了液冷技术。2008年，IBM公司重回液冷后，在其Power 575的处理器上首次应用铜水冷板方案。一、数据中心向绿心向绿色可持色可持续发展续发展，液冷，液冷方案空方案空间广阔间广阔•我国的液冷行业起步较晚，但发展迅速。2011年，中科曙光率先打破了中国液冷行业的空白，率先开始服务器液冷技术的研究探索，2013年推出了首台冷板式液冷服务器原理机和首台浸没式液冷原理验证机。近几年，英维克、申菱环境、科华数据、飞荣达、高澜股份等公司积极布局液冷，促进国内数据中心液冷快速发展。图表1：国内外液冷发展大事记6资料来源：《算力中心冷板式液冷发展研究报告》-中国信通院云计算与大数据研究所，《中国液冷数据中心市场深度研究报告》-科智咨询、中国信通院产业与规划研究所，新京报，中邮证券研究所请参阅附注免责声明◼ 1.2 “双碳”目标下，数据中心向绿色可持续发展•数据中心算力规模高速增长，大型数据中心成为主流模式。随着各行业数字化转型，以及人工智能、大数据、5G、AIGC等技术推动，我国算力中心建设规模高速增长。截至2023年，我国提供算力服务的在用机架数达810万标准机架，算力规模230EFLOPS。2023年10月，工信部等六部门发布《算力基础设施高质量发展行动计划》，到2025年，中国算力规模将超过300EFLOPS，其中，智能算力占比将达到35%。大型以上算力中心机架数量占比逐年提升，2021年大型规模以上算力中心机架数占比81%。一、数据中心向绿心向绿色可持色可持续发展续发展，液冷，液冷方案空方案空间广阔间广阔图表2：算力规模图表3：大型以上算力中心机架数及占比8316723730942054050%74%75%77%81%81%0%20%40%60%80%100%0100200300400500600201720182019202020212022E大型规模以上机柜数量（万架）大型规模以上占比16622631540152067081036%39%27%30%29%21%0%10%20%30%40%50%020040060080010002017201820192020202120222023中国数据中心机架规模（标准机柜，万架）YoY7资料来源：《中国液冷数据中心市场深度研究报告》-科智咨询、中国信通院产业与规划研究所，中国政府网，国家发改委官网，中邮证券研究所请参阅附注免责声明◼ 1.2 “双碳”目标下，数据中心向绿色可持续发展•2021年7月，工信部印发《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》明确提出，到2023年底，新建大型及以上数据中心PUE降到1.3以下；2022年6月，工信部等六部门印发《工业能效提升行动方案》提出，到2025年，新建大型、超大型数据中心PUE优于1.3。北上广深一线城市对于PUE限制更为严格。需要采用更加高效节能的技术及设备，降低数据中心能耗。一、数据中心向绿心向绿色可持色可持续发展续发展，液冷，液冷方案空方案空间广阔间广阔图表5：国家对于数据中心PUE的相关要求时间部门文件相关内容2021年7月工信部《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》到2023年底，新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下，严寒和寒冷地区降低到1.25以下2021年12月国家发改委等四部门《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》到2025年，数据中心和5G基本形成绿色集约的一体化运行格局。全国新建大型超大型数据中心平均电能利用效率降到1.3以下，国家枢纽节点进一步降到1.25以下，绿色低碳等级达到4A级以上2022年6月工信部等六部门《工业能效提升行动计划》到2025年，新建大型、超大型数据中心PUE优于1.32022年8月工信部等七部门《信息通信行业绿色低碳发展行动计划（2022-2025年）》到2025年，全国新建大型、超大型数据中心PUE降到1.3以下，改建核心机房PUE降到1.5以下图表4：2022年数据中心PUE与政策