基础化工行业专题研究：液冷行业梳理

1证券研究报告作者：行业评级：上次评级：行业报告：请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明基础化工中性中性维持2025年09月30日（评级）液冷行业梳理行业专题研究分析师 唐婕SAC执业证书编号：S1110519070001分析师 邢颜凝 SAC执业证书编号：S1110523070006分析师 杨滨钰 SAC执业证书编号：S1110524070008摘要2请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明数据中心机柜功率提升推动液冷技术发展。数据中心持续向高密度、高能效方向发展，机柜功率密度越大产生的热量也越大，对散热的要求越高，应用液冷是数据中心散热的必然选择。相较于传统强迫风冷散热，液冷具有低能耗、高散热、低噪声、低TCO等优势。液冷技术分为接触式及非接触式两种，中国与全球液冷市场均以高双位数增长。接触式液冷是指将冷却液体与发热器件直接接触的一种液冷实现方式，包括浸没式和喷淋式液冷等；非接触式液冷是指冷却液体与发热器件不直接接触的一种液冷实现方式，包括冷板式等具体方案。IDC数据显示，中国液冷服务器市场在2024年继续保持快速增长，市场规模达到23.7亿美元，预计2024-2029年，中国液冷服务器市场年复合增长率将达到46.8%，2029年市场规模将达到162亿美元。Omdia发布的数据显示，2023年数据中心冷却市场规模已至76.7亿美元，2028年市场规模将达168.7亿美元，而全球数据中心液冷市场规模将自2023年的10亿美元增长至2028年的约56亿美元。目前单相冷板式液冷为主流应用。依据冷板式液冷系统中的冷却液在吸收或释放热量过程中是否产生气液相转化，分为单相冷板式液冷和两相冷板式液冷。单相冷板式液冷技术对通信设备和机房基础设施改动较小，业内已具备多年研究积累，目前技术成熟度最高。根据《基于价值工程的数据中心液冷与风冷比较分析》，液冷模式在数据中心的成本为11818元/kw，较风冷模式一年平均可以节省费用约183.96万元。浸没式液冷节能、紧凑、高可靠，国内多家企业布局氟化液相关产品。根据我们预测，2024-2029年，浸没式液冷服务器市场规模将从1.2亿美元提升至48.6亿美元。浸没式液冷使用的冷却液通常为氟化液，包括全氟化合物（全氟饱和化合物、全氟不饱和化合物）和氢氟化合物（氢氟饱和化合物、氢氟不饱和化合物）。3M为全球氟化液领先企业，2022年12月，3M公司宣布将在2025年底退出所有PFAS生产，目前国内多家企业布局氟化液产品，未来放量将受益于需求增长与3M退出。建议关注：巨化股份、永和股份、新宙邦、华谊集团、八亿时空、润禾材料。风险提示：下游需求不及预期风险、市场竞争加剧风险、原材料价格风险、安全环保生产风险。机柜功率提升推动液冷发展13请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明4请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明一、数据中心机柜功率提升推动液冷技术发展资料来源：《中国液冷数据中心发展白皮书》、《数据中心行业投资与价值洞察》，天风证券研究所◼数据中心持续向高密度、高能效方向发展。随着海量服务器支撑起了庞大的数据计算能力，而受限于数据中心建设面积和环保规定，提高单机柜功率密度可以同时满足算力需求的提升和有限的数据承载能力。因此，数据中心服务器机柜功率从低密度向高密度发展是必然趋势（例如GPU等高性能服务器）。据《数据中心行业投资与价值洞察》的数据，全球数据中心平均单机柜功率已从2017年的5.6KW提升至2023年的12.8KW，超算、智算中心的单机柜功率需要超过30KW。◼而机柜功率密度越大产生的热量也越大，对散热的要求越高，应用液冷是数据中心散热的必然选择。据科智咨询联合中国信息通信研究院产业与规划研究所发布的《中国液冷数据中心市场深度研究报告》，当单机柜功率密度＜20KW，采用风冷可满足散热需求；单机柜功率≥20KW便需要采用液冷技术。◼据英伟达官网介绍，采用液冷技术的数据中心工作负载可与风冷设施持平，同时消耗的能源减少了约30%。同时，据英伟达估计，液冷数据中心的PUE可能达到1.15，远低于风冷的PUE1.6。（PUE，用能效率：数据中心消耗的所有能源与IT设备消耗的能源之比）机柜功率提升采用液冷散热是必然选择全球数据中心平均单机柜密度及预测（单位：KW）5请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明二、液冷散热效率更高且具备成本优势资料来源：《中兴通讯液冷技术白皮书》、Semianalysis，天风证券研究所◼相较于传统强迫风冷散热，液冷具有低能耗、高散热、低噪声、低TCO等优势。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。根据《基于价值工程的数据中心液冷与风冷比较分析》，液冷模式在数据中心的成本为11818元/kw，较风冷模式一年平均可以节省电费约183.96万元。◼以GPU代表性企业英伟达为例，GB200NVL72采用机架式液冷设计，并链接36GraceCPI和72个BlackwellGPU，其机柜功率约为120kW。而GB300单芯片的TDP高达1400W，其性能更为强大，功耗更高；这种高密度热负荷将推动液冷从“可选”变为“刚需”。液冷同比风冷散热能力更强 功率密度 机柜数量 面积 风冷冷板式液冷浸没式液冷 冷却能耗 冷却电费 万元风冷冷板式液冷浸没式液冷注：以2MW机房为例液冷同比风冷更节省电费投资英伟达产品布局及相关参数6请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明三、液冷技术分为接触与非接触式两种：冷板式液冷资料来源：《中兴通讯液冷技术白皮书》、《数据中心液冷散热技术及应用》严劲等，天风证券研究所◼液冷技术分为接触式及非接触式两种。接触式液冷是指将冷却液体与发热器件直接接触的一种液冷实现方式，包括浸没式和喷淋式液冷等具体方案。非接触式液冷是指冷却液体与发热器件不直接接触的一种液冷实现方式，包括冷板式等具体方案。其中，冷板式液冷采用微通道强化换热技术具有极高的散热性能，目前行业成熟度最高；而浸没式和喷淋式液冷实现了100%液体冷却，具有更优的节能效果。◼液冷系统通用架构及原理如右图所示：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、液冷机柜、ICT设备、二次侧管网和二次侧冷却液。冷板式液冷冷板式液冷系统原理图液冷系统通用架构原理图◼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。◼冷板式液冷系统组成：主要包括冷却塔、CDU、一次侧&二次侧液冷管路、冷却介质、液冷机柜；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，如左图所示。◼冷板式液冷散热原理：液冷板与芯片贴合-芯片设备热量通过热传导传递到液冷板，工质在CDU循环泵的驱动下进入冷板，之后在液冷板内通过强化对流换热吸收热量温度升高，高温工质通过CDU换热器将热量传递到一次侧冷却液，温度降低-低温的工质再进入循环泵，一次侧冷却液最终通过冷却塔将热