通信·行业专题：液冷温控，智算中心的重要保障

请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容2024年7月29日【国信通信·行业专题】液冷温控——智算中心的重要保障行业研究 · 行业专题通信投资评级：优于大市证券研究报告 | 证券分析师：马成龙02160933150machenglong@guosen.com.cnS0980518100002请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容液冷温控：智算中心的稳定器01液冷驱动温控价值提升，国内市场空间近百亿02温控厂商受益趋势明确，电子散热加速国产替代03目录投资建议02请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容投资摘要u AI时代数据中心热密度加速提升，液冷应用成为刚需。智算中心需要在稳定温度环境中运行，温控技术必不可少。AI时代，算力芯片功率持续提升，设备功率密度触及传统风冷降温方式极限，液冷技术应用大势所趋。当前阶段，液冷应用主要采用冷板式技术；浸没式方案是长期发展方向。同时，国内PUE考核趋严，运营商液冷白皮书规划有望进一步加速国内液冷应用。u 液冷的通用架构可分为机房侧（包括一次侧设备和二次侧设备）以及ICT设备侧（如冷板模组等）：Ø机房侧：二次侧设备包括Manifold、CDU、管路、动环系统等，一次侧设备主要包括室外冷水机组。目前冷板式液冷的单位价值量约在5000-6000元/kw，基于此我们预计国内液冷渗透率2024年进入加速期，对应2025年机房温控市场规模有望达140亿；ØICT设备侧：服务器液冷均热板已开始加速使用，与核心芯片（如GPU）为1:1对应关系，单位价值量约1000-2000元，2025年国内市场为30-60亿元。u 温控厂商受益趋势明确，电子散热加速国产替代：Ø产业链竞争格局：目前液冷仍处于产业发展初期阶段，服务器厂商、温控厂商、零配件公司、互联网大厂都参与其中，互相渗透，体现出竞争格局混乱的特征。但长期来看，解耦交付是大趋势。温控厂商依靠专业化的能力，产业链地位会逐步提高。其中，国产温控公司有望依靠定制化能力、服务响应、后期运维等优势逐步提高市占率。Ø电子散热竞争格局：随着液冷技术不断成熟，本土公司对于部分零配件的生产能力逐步增强，有望由外采改为自己设计制造模式，从而逐步参与到电子散热市场中。同时，原先其它消费电子领域的公司，通过跨界，也参与到竞争中，在国产替代背景下，份额提升。u 投资建议：随着芯片功率提升、单机柜密度提升，液冷成为AIDC时代的必选散热技术。我们认为在长期解耦交付发展趋势下，具备系统级理解能力的专业温控厂商有望更为受益行业发展趋势，同时部分与芯片方案具有绑定关系的厂商竞争优势更为明显，重点推荐英维克，推荐关注申菱环境等。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容重点公司盈利预测及估值表 1：重点公司盈利预测及估值（截至7月25日）产业链代码简称投资评级归母净利润（百万元）EPS（元）PEPB收盘价总市值20232024E2025E20232024E2025E20232024E2025E（7月25日） （亿元）温控设备002837.SZ英维克优于大市3445357030.610.720.9536.8 31.1 23.6 622.42166301018.SZ申菱环境优于大市1052853630.391.071.3752.6 19.2 15.0 2.220.5155资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理和预测；申菱环境采用Wind一致预期请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容一、液冷温控：智算中心的稳定器请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容液冷温控——智算中心的稳定器u 温控对于保障高密度算力中心正常稳定运转有重要的意义。 大多数服务器和网络设备的工作温度范围在5摄氏度至35摄氏度之间。 为了确保设备的最佳运行状态和延长使用寿命， 国际标准建议IDC机房的温度应控制在22摄氏度至24摄氏度之间。 如果温度过高， 设备容易过热导致损坏； 如果温度过低， 设备易产生冷凝水， 导致短路和损坏。u 智算中心（AIDC）中，液冷不可或缺。随着智算中心所采用芯片功耗的提升、单机柜功率密度的快速增长，传统风冷逐渐触及温控性能极限，液冷温控成为算力中心温控的必备技术。图 2：CPU/GPU TDP变化趋势资料来源：维谛技术官网，国信证券经济研究所整理图 1：智算中心运行环境资料来源：英维克官网，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容u 温控底层技术主要分为：风冷、冷冻水（间接蒸发冷）、液冷、相变材料、电子散热技术（导热材料散热、热管散热、均热板等）。u 数据中心存量场景中以风冷为主，液冷技术的使用比例正不断提升表 2：主要温控方式及使用场景对比冷却方式使用场景举例渗透率优点缺点风冷数据中心运营商、第三方IDC、政企等中小型IDC存量70%以上，新增占比下降相对节省场地，形态多样（列间、行间等）、提高空间利用率、经济效应相对好能耗相对较高，低PUE下发展受到一定限制（一般PUE 1.2以下用传统的风冷比较难实现）动力电池奇瑞、江淮、北汽存量多以风冷为主1）适用于所有类型电池，构造简单成本低；2）安全性能相对好，不用担心液体泄露等大功率电池上使用发展受限，空气出口/出口温差较大，降温效果无法保障储能电池100MWh以下风冷为主存量90%以上，新增高容量电池占比下降间接蒸发冷数据中心腾讯IDC、部分新增大型IDC对于PUE要求在1.3以下的超大型数据中心渗透率持续提升1）相对风冷能够有效降低PUE水平；2）相对于液冷在成本端节省；3）“三合一”省去组装等步骤1）占地面积较大；2）需要消耗水资源；3）相对于液冷降温效果有限。液冷数据中心阿里云、中科曙光超算数据中心等 渗透率较低，除部分超算外较少采用目前降温效果好，对于高密度场景（eg功率密度＞15KW）有明显优势成本较高，浸没式液冷可放置服务器数量大大减小动力电池众泰、帝豪、比亚迪、蔚来、东风御风、宇通公交逐渐成为主流趋势与电池壁接触面之间换热系数高；冷却、加热速度快；体积较小；散热效果好存在漏液的可能；重量相对较大；维修和保养复杂；需要水套、换热器等部件，结构相对复杂储能电池新增中高功率储能以液冷为主相变冷（直冷）工业为主（未来可能用于动力电池）如农业、科研等目前主要以工业的一些场景为主1）空间需求小；2）换热速率大；3）允许电池在大功率条件下运行避免电池过早退化（是未来动力电池发展的重要技术路径之一）1）在新能源领域缺乏应用案例；2）缺乏热机械性于散热性能定量描述数据来源：中国热管理网、施耐德、IDC、CDCC、公司公告，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容u 风冷式冷水机组主要是利用制冷剂气体的循环达到冷却效果：1）压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体后压缩成高温高压气体送入冷凝器；2）高压高温气体经泠凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压液体；3）常温高压液体流入热力膨胀阀经节流形成低温低压湿蒸汽，后再经过冷却后回到压缩机形成循环。Ø优点：体积相对较小，免去冷却塔等安装设施；Ø缺点：制冷效果相对有限，易受到环境温度影响；Ø主要应用场景：数据中心、新能源、工厂、服务器等。表 3：风冷式冷水机组核心部件及工作原理部件名称原理压缩机