数据中心互联技术专题五：液冷—智算中心散热核心技术

请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容2025年9月29日行业研究 · 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：袁文翀021-60375411yuanwenchong@guosen.com.cnS0980523110003证券分析师：张宇凡021-61761027zhangyufan1@guosen.com.cnS0980525080005国信通信·行业专题报告数据中心互联技术专题五：液冷—智算中心散热核心技术请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容算力功率密度提升，液冷是未来散热温控主要技术01液冷应用渗透加速，全球市场规模有望超百亿美元02液冷产业链解析03目录投资建议04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AI时代数据中心热密度加速提升，液冷正在成为智算中心主流散热技术。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，液冷与风冷技术相比，具有温度传递快、带走热量多、噪音低和节能、节省空间的优势；同时，全球各地区PUE考核均有趋严趋势，液冷渗透率有望持续提升。液冷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），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。当前阶段，液冷应用主要采用冷板式技术；例如英伟达最新商用B系列GPU及以后技术均采用冷板液冷技术散热，100%全液冷架构，覆盖CPU，GPU，内存等核心部件。浸没式方案是长期发展方向。数据中心液冷市场空间广阔，经预测2026年全球数据中心投入建设液冷的市场规模（二次侧）有望达百亿美元：Ø北美市场目前冷板式液冷的单位价值量约在1040美元/kW，2026年CSP云厂自研ASIC芯片并采用液冷方案，其带动的液冷市场规模有望达30亿美元；英伟达GPU需求仍然旺盛，在乐观情况下预测2026年英伟达液冷市场规模有望超70亿美元，综上2026年北美液冷市场规模有望达100亿美元。Ø国内市场目前冷板式液冷的单位价值量约在5000元/kW，国内运营商、互联网建设数据中心都在逐步选择液冷方案，国内数据中心液冷渗透率有望于2025年进入加速期，预测2026/2027年我国液冷市场规模有望分别达113/238亿元。液冷散热产业中传统海外散热企业有一定早期先发优势，但国产厂商产品拥有高性价比、高响应速度、定制化服务、产业化能力等优势，有望受益AI发展。产业链上游包括液冷零部件，中游主要是系统解决方案供应商/集成商，下游客户为AIDC服务商、运营商、互联网等：Ø系统集成商：以综合能力为关键，系统集成复杂、设计能力要求高，设备温控稳定性要求高。老牌传统头部温控厂商有优势，如海外的Vertiv（维谛技术）、国内的英维克（Envicool）等。Ø零部件厂商：制造环节有一定技术和客户壁垒，例如奇宏，双鸿，台达电子等台资热管理厂商早期配合英伟达做液冷散热预研，拥有先发优势。但随着CSP云厂自研ASIC芯片的液冷方案，同时追求更高性价比的解耦方案，国产供应商有望迎来发展机遇。投资建议：随着AI芯片功率提升、单机柜密度提升，海外龙头逐步推进全液冷解决方案，全球液冷市场有望迎来高速增长。具备系统级理解能力的专业温控厂商有望更受益行业发展，同时国内厂商凭借性价比等优势仍有机会突破海外市场，建议关注液冷全产业链的投资机遇，重点推荐英维克。风险提示： AI发展及投资不及预期、行业竞争加剧、全球地缘政治风险、新技术发展引起产业链变迁请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容一、算力功率密度提升，液冷是未来散热温控主要技术请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容液冷：未来智算中心的核心散热技术液冷与风冷技术相比，具有温度传递快、带走热量多、噪音低和节能、节省空间的优势。英伟达最新商用GB200系列及以后技术均采用冷板液冷技术散热，100%全液冷架构，液冷覆盖CPU，GPU，内存等核心部件。图：英伟达GB200集群的液冷系统布局图示资料来源：英伟达官网，国信证券经济研究所整理 图：英伟达GB200单计算节点的液冷图示资料来源：英伟达官网，国信证券经济研究所整理 图：风冷与液冷原理对比资料来源：中科曙光官网，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图：液冷系统通用架构图解资料来源：中兴通讯《液冷技术白皮书》，远地数字科技官网，国信证券经济研究所整理液冷系统通用架构可拆解为机房侧和ICT设备侧两部分，机房侧可进一步分为一次侧和二次侧两部分，浸没式和冷板式液冷在机房侧架构基本相同，差异主要在ICT设备侧：一次侧：包含冷却塔、一次侧管网、一次侧冷却液（通常为水）。室外侧为外部冷源，通常为室外的冷水机组、冷却塔或干冷器，热量转移主要通过水温的升降实现；二次侧：包含CDU、液冷机柜、二次侧管网和二次侧冷却液。室内侧包括供液环路和服务器内部流道，主要通过冷却液温度的升降实现热量转移；两个部分通过 CDU中的板式换热器发生间壁式换热；ICT设备侧：浸没式采用Tank安装制冷工质，ICT设备浸于其中；冷板式主要采用冷板贴于核心热源（CPU、GPU、内存）等上方。制冷工质的选择：冷板式通常采用乙二醇/丙二醇溶液（基于防冻考虑）或去离子水；浸没式通常采用氟化液、矿物油（如硅油）等。智算中心液冷系统图解图：一个典型冷板式液冷机房的布局和部件拆解资料来源：Vertiv官网，国信证券经济研究所整理一次侧（机房外），核心设施为外部冷源（如冷却塔）CDU（冷量分配单元）液冷机柜机架顶Manifold竖向Manifold服务器内部快接头二次侧（机房内）冷板请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图：2MW机房下液冷同比风冷散热能力（左图），液冷同比风冷每年收益（右图）资料来源：施耐德官网，国信证券经济研究所整理 液冷驱动因素一：液冷相比风冷单位成本下降，散热能力更好图：液冷与风冷成本对比（上图），每机架40kW成本差异（下图）资料来源：施耐德官网，国信证券经济研究所整理 高散热：液冷系统常用介质有去离子水、醇基溶液、氟碳类工质、矿物油或硅油等多种类型；这些液体的载热能力、导热能力和强化对流换热系数均远大于空气；因此，针对单芯片，液冷相比于风冷具有更高的散热能力。低TCO：相比于传统风冷，液冷散热技术的应用虽然会增加一定的初期投资，但可通过降低运行成本回收投资。根据中兴通讯测算，以规模为10MW的数据中心为例，比较液冷方案（PUE1.15）和冷冻水方案（PUE1.35），预计2.2年左右可回收增加的基础设施初投资。根据施耐德数据显示，在容量相同的数据中心，按每机架20kW和每机架40kW的方式部署液冷时的投资成本比传统风冷分别节省了10%和14%的投资成本。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图：未来数据中心机柜功率将大幅提升资料来源：维谛技术官网，国信证券经济研究所整理 图：英伟达 SXM GPU TDP 增长情况资料来源：Srverthehome官网，国信证券经济研究所整理 液冷驱动因素二：算力功率密度提升，液冷逐步成为刚需图：单机柜功率密度与适宜的散热方式资料来源：维谛技术官网，国信证券经济研究所整理 伴随着智