国 海 证 券 研 究 所 请 务 必 阅 读 正 文 后 免 责 条 款 部 分2 0 2 4 年 0 1 月 1 5 日行 业 研 究 评 级：推 荐(维 持)研究所：证券分析师：刘熹 S 0 3 5 0 5 2 3 0 4 0 0 0 1l i u x 1 0 g h z q.c o m.c n T a b l e _ T i t l e 液 冷：算 力+双 碳 提 振 需 求，将 迎 来 规 模 化 推 广 计 算 机 行 业 专 题 研 究最 近 一 年 走 势行 业 相 对 表 现 2 0 2 4/0 1/1 5表现 1 M 3 M 1 2 M计算机-1 3.8%-1 4.3%-6.8%沪深 3 0 0-1.8%-1 0.4%-1 9.5%相 关 报 告计算机行业动态研究：C E S 2 0 2 4 技术盘点：“A I+端 侧”时 代 将 至（推 荐）*计 算 机*刘 熹 2 0 2 4-0 1-1 5计算机行业动态研究：鸿蒙原生：构建全球第三大 移 动 O S 生 态（推 荐）*计 算 机*刘 熹 2 0 2 3-1 2-2 5智数融合，万象更新计算机行业 2 0 2 4 年度投资策略（推荐）*计算机*刘熹2 0 2 3-1 2-1 7计算机事件点评：国企改革稳步推进：华录集团并入 C E T C（推荐）*计算机*刘熹 2 0 2 3-1 1-2 4 A I 算 力 月 度 跟 踪 报 告（2 0 2 3 1 0）：算 力 景 气 持续 走 强，国 产 G P U 开 启 放 量（推 荐）*计 算 机*刘熹 2 0 2 3-1 1-2 2投 资 要 点:算 力+双 碳 提 升 散 热 要 求，液 冷 优 势 明 显，有 望 规 模 化 推 广大 模 型 推 动 算 力 需 求 高 增，且 受“双 碳”宏 观 背 景 影 响，对 散 热 要求 提 升。针 对 单 芯 片，液 冷 相 比 于 风 冷 散 热 能 力 更 高，同 时 液 体 高导 热、高 传 热 特 性 可 降 低 P U E，也 可 降 低 运 行 成 本 回 收 投 资、降 低T C O。从 未 来 发 展 看，根 据 电 信 运 营 商 液 冷 技 术 白 皮 书，电 信 运营 商 联 合 产 学 研 上 下 游，2 0 2 5 年 液 冷 有 望 5 0%+项 目 规 模 应 用。冷 板 式 和 浸 没 式 为 主，具 备 成 本 维 护 性 P U E 等 多 重 优 势据 冷 板 液 冷 服 务 器 设 计 白 皮 书，综 合 考 量 初 始 投 资 成 本、可 维 护性、P U E 效 果 以 及 产 业 成 熟 度 等 因 素，冷 板 式 和 单 相 浸 没 式 相 较 其他 液 冷 技 术 更 有 优 势，是 当 前 业 界 的 主 流 解 决 方 案。I D C 数 据 显 示，2 0 2 3 上 半 年，中 国 液 冷 服 务 器 市 场 中，冷 板 式 占 比 较 高；长 远 来 看，浸 没 式 在 散 热 效 率 和 单 机 柜 功 率、空 间 利 用 率 等 方 面 比 冷 板 式 具 有显 著 优 势。多 家 公 司 发 展 液 冷 技 术，提 升 数 据 中 心 散 热 效 率1）飞 荣 达 是 华 为 散 热 领 域 核 心 供 应 商，针 对 服 务 器 散 热 需 求，开 发了 单 相 液 冷 模 组、两 相 液 冷 模 组 等 产 品；2）曙 光 数 创 启 动 全 国 规 模最 大 的 液 冷 数 据 中 心 全 链 条 产 业 创 新 基 地；3）新 华 三 发 布 全 栈 液 冷解 决 方 案；4）浪 潮 信 息 持 续 践 行“A I l i n 液 冷”战 略；5）英 维 克 发布 C o o l i n s i d e 全 链 条 液 冷 解 决 方 案。行 业 评 级 及 投 资 策 略：C h a t G P T 等 大 模 型 带 动 A I 算 力 需 求 增 长，在“双 碳”目 标 下 数 据 中 心 P U E 监 管 趋 严，我 们 认 为 数 据 中 心 温 控 厂商 有 望 长 期 受 益。维 持 对 计 算 机 行 业“推 荐”评 级。相 关 公 司：1）液 冷 解 决 方 案：飞 荣 达，曙 光 数 创，英 维 克，中 航 光电，科 创 新 源，申 菱 环 境，高 澜 股 份，同 飞 股 份，依 米 康；2）液 冷服 务 器：中 科 曙 光、工 业 富 联、高 新 发 展、神 州 数 码、软 通 动 力、浪 潮 信 息、紫 光 股 份；3）A I 处 理 器：海 光 信 息、龙 芯 中 科、寒 武 纪、中 国 长 城（飞 腾 信 息）。风 险 提 示：宏 观 经 济 影 响 下 游 需 求，大 模 型 进 展 不 及 预 期，市 场 竞争 加 剧，中 美 博 弈 加 剧，相 关 公 司 业 绩 不 及 预 期 等。国 海 证 券 研 究 所 请 务 必 阅 读 正 文 后 免 责 条 款 部 分内 容目 录1、算 力+双 碳 提 升 散 热 要 求，液 冷 优 势 明 显，有 望.41.1、我 国 液 冷 技 术 发 展 迅 速，可 提 高 数 据 中 心 运 行 效 率.41.2、液 冷 服 务 器 市 场 快 速 增 长，互 联 网 厂 商 需 求 较 高.41.3、算 力 基 础 设 施 能 耗 增 长，液 冷 数 据 中 心 规 模 提 升.61.4、驱 动 力：算 力+“双 碳”提 升 散 热 要 求，液 冷 提 升 服 务 器 性 能、低 P U E、低 T C O 优 势 明 显.61.4.1、算 力 发 展 推 升 设 备 功 耗，液 冷 可 提 高 服 务 器 使 用 效 率 与 稳 定 性.61.4.2、“双 碳”要 求 降 低 能 耗，液 冷 低 P U E 助 力 节 能.81.4.3、液 冷 运 行 成 本 较 低，有 望 降 低 数 据 中 心 T C O.91.5、未 来 发 展：电 信 运 营 商 推 动 液 冷 发 展，有 望 迎 来 规 模 化 应 用.1 02、液 冷：冷 板 式 和 浸 没 式 为 主，具 备 成 本 维 护 性 P U E 等 多 重 优 势.1 02.1、目 前 冷 板 式 占 比 较 高，浸 没 式 液 冷 具 长 期 优 势.1 02.2、冷 板 式 液 冷：相 比 风 冷，具 备 更 好 热 传 递、可 靠 性、功 率 密 度.1 12.3、浸 没 式 液 冷：显 著 散 热、提 高 能 效、控 制 复 杂.1 22.4、喷 淋 式 液 冷：加 强 对 流 换 热，冷 却 液 消 耗 量 较 少.1 33、多 家 公 司 发 展 液 冷 技 术，提 升 数 据 中 心 散 热 效 率.1 43.1、飞 荣 达：华 为 散 热 领 域 核 心 供 应 商.1 43.2、曙 光 数 创：浸 没 式 相 变 液 冷 全 球 领 先.1 53.3、紫 光 股 份（新 华 三）：打 造 全 栈 液 冷 解 决 方 案.1 63.4、浪 潮 信 息：持 续 践 行“A l l i n 液 冷”战 略.1 73.5、英 维 克：数 据 中 心 全 链 条 液 冷 解 决 方 案.1 84、相 关 公 司 个 股.1 95、风 险 提 示.1 9 1ZBYzQrMmPrQrPoNmRtMqRbR9R8OoMqQpNmQlOnNoPkPqRoQ6MoOyQMYmQvNvPnPoN证 券 研 究 报 告请务必阅读正文后免责条款部分 3图 表目 录图 1：我 国 液 冷 技 术 发 展 迅 速.4图 2：产 业 上 下 游 分 析.5图 3：2 0 1 9-2 0 2 5 中 国 液 冷 数 据 中 心 行 业 应 用 结 构.5图 4：2 0 2 2-2 0 2 7 中 国 液 冷 服 务 器 市 场 规 模 及 预 测.5图 5：2 0 2 3 H 1 中 国 液 冷 服 务 器 厂 商 市 场 份 额.5图 6：2 0 1 9-2 0 2 5 中 国 液 冷 数 据 中 心 规 模（亿 元）.6图 7：2 0 1 9-2 0 2 5 中 国 液 冷 数 据 中 心 分 类（亿 元）.6图 8：2 0 0 8-2 0 2 5 E 全 球 数 据 中 心 单 机 柜 功 率 情 况.7图 9：2 0 1 7-2 0 2 2 年 我 国 在 用 数 据 中 心 机 架 规 模.7图 1 0：数 据 中 心 宕 机 原 因.7图 1 1：机 柜 密 度 越 高，冷 却 失 效 时 间 越 短.7图 1 2：机 柜 功 率 密 度 与 制 冷 方 式.8图 1 3：液 冷 同 比 风 冷 散 热 能 力（2 M W 机 房）.8图 1 4：数 据 中 心 P U E 指 标 不 断 降 低.8图 1 5：数 据 中 心 制 冷 技 术 对 应 P U E 范 围.9图 1 6：典 型 数 据 中 心 能 耗 占 比.9图 1 7：液 冷 同 比 风 冷 每 年 收 益（2 M W 机 房）.9图 1 8：液 冷 三 年 愿 景.1 0图 1 9：液 冷 散 热 技 术 形 式.1 1图 2 0：2 0 2 2 年 中 国 液 冷 技 术 市 场 占 比.1 1图 2 1：数 据 中 心 冷 板 式 液 冷 架 构 示 意 图.1 2图 2 2：单 相 浸 没 式 液 冷 运 作 原 理.1 3图 2 3：两 相 浸 没 式 液 冷 运 作 原 理.1 3图 2 4：数 据 中 心 喷 淋 式 液 冷 架 构 示 意 图.1 3图 2 5：飞 荣 达 营 业 收 入 与 通 讯 行 业 收 入、占 比.1 4图 2 6：飞 荣 达 产 品 在 服 务 器 的 应 用.1 4图 2 7：曙 光 数 创 引 领 中 国 液 冷 数 据 中 心 发 展.1 5图 2 8：数 创 数 据 中 心 整 体 解 决 方 案.1 5图 2 9：曙 光 数 创 分 业 务 营 收 情 况.1 5图 3 0：曙 光 数 创 分 业 务 毛 利 率 情 况.1 5图 3 1：新 华 三 液 冷 解 决 方 案.1 6图 3 2：新 华 三 A L L i n G R E E N 全 栈 液 冷 产 品.1 6图 3 3：英 维 克 X S p a c e 微 模 块 液 冷 方 案.1 9图 3 4：英 维 克 C o o l i n s i d e 全 链 条 液 冷 解 决 方 案.1 9图 3 5：英 维 克 整 体 与 机 房 温 控 节 能 设 备 收 入 及 同 比.1 9图 3 6：英 维 克 整 体 与 机 房 温 控 节 能 设 备 毛 利 率.1 9表 1：液 冷 技 术 对 比 情 况.1 1表 2：单 相、两 相 冷 板 式 液 冷 技 术 内 容.1 2表 3：单 相、两 相 浸 没 式 液 冷 技 术 内 容.1 2表 4：飞 荣 达 液 冷 散 热 产 品.1 4表 5：新 华 三 打 造 三 大“全 面”核 心 优 势 的 全 栈 液 冷 解 决 方 案.1 6表 6：浪 潮 信 息 发 展 液 冷 技 术，紧 密 合 作 上 下 游.1 7表 7：浪 潮 信 息 全 液 冷 机 柜 具 有 高 冷 量 低 能 耗、高 效 能、安 全 可 靠 等 显 著 优 势.1 8 证 券 研 究 报 告请务必阅读正文后免责条款部分 41、算 力+双 碳 提 升 散 热 要 求，液 冷 优 势 明 显，有 望规 模 化 推 广1.1、我国 液冷 技术 发展 迅速，可提 高数 据中 心运 行效 率液 冷 可 提 高 数 据 中 心 运 行 效 率。液 冷 是 指 使 用 液 体 取 代 空 气 作 为 冷 媒，为 发 热 部件 进 行 换 热，带 走 热 量 的 技 术。人 工 智 能、大 数 据 等 新 兴 技 术 的 发 展，使 数 据 中心 面 临 着 较 大 的 能 耗 和 散 热 挑 战，液 冷 技 术 具 备 较 好 的 制 冷 效 果，有 效 提 升 服 务器 使 用 效 率 和 稳 定 性，同 时 使 数 据 中 心 在 单 位 空 间 布 置 更 多 的 服 务 器。我 国 液 冷 技 术 起 步 稍 晚 于 国 外，但 起 步 后 发 展 迅 速，后 期 与 国 外 发 展 进 程 基 本同 步，并 且 在 液 冷 规 模 试 点 应 用 方 面 积 累 了 丰 富 经 验。图 1：我 国 液 冷 技 术 发 展 迅 速资料来源：电信运营商液冷技术白皮书，国海证券研究所1.2、液冷 服务 器市 场快 速增 长，互联 网厂 商需 求较 高液 冷 产 业 生 态 涉 及 产 业 链 上 中 下 游，包 括 上 游 的 产 品 零 部 件 提 供 商、中 游 的 液冷 服 务 器 提 供 商 及 下 游 的 算 力 使 用 者。根 据 赛 迪 顾 问，预 计 2 0 2 5 年 互 联 网 行 业液 冷 数 据 中 心 占 比 将 达 到 2 4.0%，金 融 行 业 将 达 到 2 5.0%，电 信 行 业 将 达 到2 3.0%。证 券 研 究 报 告请务必阅读正文后免责条款部分 5图 2：产 业 上 下 游 分 析 图 3：2 0 1 9-2 0 2 5 中 国 液 冷 数 据 中 心 行 业 应 用 结 构资 料 来 源：电 信 运 营 商 液 冷 技 术 白 皮 书，国 海 证 券研 究 所资 料 来 源：赛 迪 数 据中 国 液 冷 服 务 器 市 场 在 2 0 2 3 年 仍 将 保 持 快 速 增 长。液 冷 服 务 器 是 指 将 液 体 注 入服 务 器，通 过 冷 热 交 换 带 走 服 务 器 的 散 热 的 一 种 服 务 器。根 据 I D C，2 0 2 3 上 半 年中 国 液 冷 服 务 器 市 场 规 模 达 到 6.6 亿 美 元，同 比 增 长 2 8 3.3%，预 计 2 0 2 3 年 全 年将 达 到 1 5.1 亿 美 元。I D C 预 计，2 0 2 2-2 0 2 7 年，中 国 液 冷 服 务 器 市 场 年 复 合 增 长率 将 达 到 5 4.7%，2 0 2 7 年 市 场 规 模 将 达 到 8 9 亿 美 元。从 厂 商 销 售 额 角 度 来 看，2 0 2 3 上 半 年 市 场 占 比 前 三 的 厂 商 是 浪 潮 信 息、宁 畅 和超 聚 变，占 据 了 七 成 左 右 的 市 场 份 额。从 行 业 角 度 来 看，互 联 网 厂 商 是 2 0 2 3 上半 年 中 国 液 冷 服 务 器 市 场 的 最 大 买 家，占 据 2 0 2 3 H 1 出 货 量 5 4%，并 有 望 在 未 来几 年 中 持 续 加 大 液 冷 服 务 器 的 采 购 力 度，政 府、公 共 事 业 和 教 育 占 据 次 要 市 场 份额;电 信、金 融、服 务 等 行 业 的 部 署 量 也 有 稳 健 提 升。图 4：2 0 2 2-2 0 2 7 中 国 液 冷 服 务 器 市 场 规 模 及 预 测 图 5：2 0 2 3 H 1 中 国 液 冷 服 务 器 厂 商 市 场 份 额资 料 来 源：I D C，中 商 产 业 研 究 院，国 海 证 券 研 究 所 资 料 来 源：I D C 证 券 研 究 报 告请务必阅读正文后免责条款部分 61.3、算力 基础 设施 能耗 增长，液 冷数 据中 心规 模提 升液 冷 数 据 中 心 规 模 持 续 提 升。算 力 基 础 设 施 能 耗 增 长 或 提 升 散 热 技 术 要 求，飞 荣达 表 示 液 冷 散 热 将 成 为 高 算 力 下 最 优 选 择。根 据 赛 迪 数 据，中 国 液 冷 数 据 中 心 市场 规 模 保 守 估 计 将 由 2 0 1 9 年 2 6 0.9 亿 元 增 至 2 0 2 5 年 1 2 8 3.2 亿 元，C A G R 为3 0.4%。图 6：2 0 1 9-2 0 2 5 中 国 液 冷 数 据 中 心 规 模（亿 元）图 7：2 0 1 9-2 0 2 5 中 国 液 冷 数 据 中 心 分 类（亿 元）资料来源：赛迪数据，国海证券研究所 资料来源：赛迪数据，国海证券研究所1.4、驱 动力：算力+“双 碳”提 升散 热 要求，液 冷 提升服务 器性 能、低 P U E、低 T C O 优势 明显1.4.1、算力 发展 推升设 备功 耗，液冷 可提 高服务 器使 用效率 与稳定 性我 国 数 字 经 济 蓬 勃 发 展，算 力 规 模 持 续 扩 张。A I、智 算 需 求 高 速 增 长，新 型 数 智化 应 用 日 新 月 异，高 密、高 算 力 等 多 样 性 算 力 基 础 设 施 持 续 发 展。数 字 中 国 发展 报 告（2 0 2 2 年）显 示，截 至 2 0 2 2 年 底，我 国 数 据 中 心 机 架 总 规 模 已 超 过 6 5 0万 标 准 机 架，近 5 年 年 均 增 速 超 过 3 0%，在 用 数 据 中 心 算 力 总 规 模 超1 8 0 E F L O P S，位 居 世 界 第 二。算 力 发 展 推 升 设 备 功 耗，提 高 液 冷 等 散 热 需 求。算 力 的 持 续 增 加 促 进 通 讯 设 备性 能 不 断 提 升，芯 片 功 耗 和 热 流 密 度 也 在 持 续 攀 升，产 品 每 演 进 一 代 功 率 密 度 攀升 3 0 5 0%。当 代 X 8 6 平 台 C P U 最 大 功 耗 3 0 0 4 0 0 W，业 界 最 高 芯 片 热 流密 度 已 超 过 1 2 0 W/c m2；芯 片 功 率 密 度 的 持 续 提 升 直 接 制 约 着 芯 片 散 热 和 可 靠性，传 统 风 冷 散 热 能 力 越 来 越 难 以 为 继，推 动 液 冷 新 需 求。证 券 研 究 报 告请务必阅读正文后免责条款部分 7图 8：2 0 0 8-2 0 2 5 E 全 球 数 据 中 心 单 机 柜 功 率 情 况 图 9：2 0 1 7-2 0 2 2 年 我 国 在 用 数 据 中 心 机 架 规 模资料来源：C o l o c a t i o n A m e r i c a，赛迪顾问，国海证券研究所 资料来源：工业和信息化部，国海证券研究所据 U p t i m e I n s t i t u t e，近 年 制 冷 系 统 故 障 率 已 超 过 I T 系 统，成 为 供 电 后 的 最 大 数据 中 心 宕 机 原 因。随 着 I T 负 载 的 提 升，高 功 率、高 密 度 机 柜 在 制 冷 中 断 情 况 下可 稳 定 运 行 的 时 间 也 在 缩 减。根 据 I D C 圈，实 测 数 据 显 示，传 统 的 3 K W 机 柜 在失 去 制 冷 后，服 务 器 热 保 护 关 机 时 间 大 概 有 4 8 0 s，4 K W 机 柜 则 缩 短 到 3 0 0 s。因 此，数 据 中 心 对 连 续 制 冷 的 需 求 不 断 提 升。图 1 0：数 据 中 心 宕 机 原 因 图 1 1：机 柜 密 度 越 高，冷 却 失 效 时 间 越 短资料来源：U p t i m e I n s t i t u t e，I D C 圈 资料来源：I D C 圈液 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。液 冷 有 望 提 高 服 务 器 使 用 效 率 与 稳 定 性，延 长 服 务 器 使 用 寿 命，提 升 数 据 中 心运 算 效 率。液 冷 直 接 将 设 备 大 部 分 热 源 热 量 通 过 循 环 介 质 带 走，高 效 制 冷 效 果 有效 提 升 了 服 务 器 的 使 用 效 率 和 稳 定 性；单 板、整 柜、机 房 整 体 送 风 需 求 量 大 幅 降低，允 许 高 功 率 密 度 设 备 部 署；同 时，在 单 位 空 间 能 够 布 置 更 多 的 I C T 设 备，提 高 数 据 中 心 空 间 利 用 率、节 省 用 地 面 积。证 券 研 究 报 告请务必阅读正文后免责条款部分 8图 1 2：机 柜 功 率 密 度 与 制 冷 方 式 图 1 3：液 冷 同 比 风 冷 散 热 能 力（2 M W 机 房）资料来源：中兴通讯液冷技术白皮书 资料来源：中兴通讯液冷技术白皮书1.4.2、“双碳”要求 降低 能耗，液冷 低 P U E 助力 节能数 据 中 心 及 机 架 规 模 的 快 速 增 长，导 致 数 据 中 心 用 电 量 急 剧 攀 升。2 0 2 1 年 全 国数 据 中 心 耗 电 量 达 2 1 6 6 亿 度，约 占 全 国 总 耗 电 量 的 2.6%，碳 排 放 量 1.3 5 亿 吨，占 全 国 总 排 放 量 的 1.1 4%。在“双 碳”宏 观 形 势 下，政 府 部 门 对 数 据 中 心 P U E（电 能 利 用 效 率）监 管 日 益趋 严。2 0 2 1 年 1 1 月，国 家 发 展 改 革 委 等 部 门 发 布 贯 彻 落 实 碳 达 峰 碳 中 和 目 标要 求 推 动 数 据 中 心 和 5 G 等 新 型 基 础 设 施 绿 色 高 质 量 发 展 实 施 方 案，要 求 到2 0 2 5 年，新 建 大 型、超 大 型 数 据 中 心 的 P U E 降 到 1.3 以 下，国 家 枢 纽 节 点 进 一步 降 到 1.2 5 以 下。2 0 2 3 年 1 2 月，国 家 发 改 委、国 家 数 据 局、中 央 网 信 办、工 信 部、国 家 能 源 局联 合 印 发 深 入 实 施“东 数 西 算”工 程 加 快 构 建 全 国 一 体 化 算 力 网 的 实 施 意 见，指 出 到 2 0 2 5 年 底，普 惠 易 用、绿 色 安 全 的 综 合 算 力 基 础 设 施 体 系 初 步 成 型，并强 调 要 推 进 数 据 中 心 用 能 设 备 节 能 降 碳 改 造，推 广 液 冷 等 先 进 散 热 技 术。图 1 4：数 据 中 心 P U E 指 标 不 断 降 低资料来源：中兴通讯液冷技术白皮书 证 券 研 究 报 告请务必阅读正文后免责条款部分 9算 力 的 持 续 增 加 提 升 硬 件 部 分 能 耗，在 保 证 算 力 运 转 前 提 下，只 有 通 过 降 低 数 据中 心 辅 助 能 源 的 消 耗，才 能 达 成 节 能 目 标 下 的 P U E 要 求。根 据 中 兴 通 讯 液 冷技 术 白 皮 书，典 型 数 据 中 心 能 耗 占 比 中，制 冷 系 统 占 比 达 到 2 4%以 上，是 数 据中 心 辅 助 能 源 中 占 比 最 高 的 部 分，因 此，降 低 制 冷 系 统 能 耗 能 够 极 大 的 促 进 P U E的 降 低。液 冷 技 术 通 过 冷 却 液 体 替 代 传 统 空 气 散 热，液 体 与 服 务 器 高 效 热 交 换，提 高 效率，降 低 P U E。对 比 不 同 散 热 技 术，间 蒸/直 蒸 技 术 通 过 缩 短 制 冷 链 路，减 少 过程 能 量 损 耗 实 现 数 据 中 心 P U E 降 至 1.1 5 1.3 5；液 冷 利 用 液 体 高 导 热、高 传 热特 性，在 缩 短 传 热 路 径 同 时 利 用 自 然 冷 源，实 现 P U E 小 于 1.2 5 的 极 佳 节 能 效 果。图 1 5：数 据 中 心 制 冷 技 术 对 应 P U E 范 围 图 1 6：典 型 数 据 中 心 能 耗 占 比资料来源：中兴通讯液冷技术白皮书，国海证券研究所 资料来源：中兴通讯液冷技术白皮书1.4.3、液冷 运行 成本较 低，有望降 低数据 中心 T C O液 冷 技 术 现 阶 段 需 求 驱 动“核 心 是 P U E”，未 来 规 模 应 用“关 键 是 T C O”。T C O是 总 拥 有 成 本，为 前 期 采 购 成 本+后 期 使 用/维 护 成 本。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。以规 模 为 1 0 M W 的 数 据 中 心 为 例，比 较 液 冷 方 案(P U E 1.1 5)和 冷 冻 水 方 案(P U E 1.3 5)，预 计 2.2 年 左 右 可 回 收 增 加 的 基 础 设 施 初 投 资。图 1 7：液 冷 同 比 风 冷 每 年 收 益（2 M W 机 房）资料来源：中兴通讯液冷技术白皮书 证 券 研 究 报 告请务必阅读正文后免责条款部分 1 01.5、未来 发展：电信 运营 商推 动液 冷发 展，有望 迎来 规模化 应用电 信 运 营 商 或 推 动 液 冷 技 术 逐 步 开 展 技 术 验 证、规 模 实 验。根 据 电 信 运 营 商液 冷 技 术 白 皮 书，电 信 运 营 商 共 同 联 合 产 学 研 上 下 游，2 0 2 3 年 液 冷 产 业 开 展技 术 验 证，充 分 验 证 液 冷 技 术 性 能，降 低 P U E，储 备 规 划、建 设 与 维 护 等 技 术能 力；2 0 2 4 年 开 展 规 模 测 试，推 进 液 冷 机 柜 与 服 务 器 解 耦，促 进 竞 争，推 进 产业 生 态 成 熟，降 低 全 生 命 周 期 成 本；至 2 0 2 5 年，开 展 规 模 应 用 共 同 推 进 形 成标 准 统 一、生 态 完 善、成 本 最 优、规 模 应 用 的 高 质 量 发 展 格 局。图 1 8：液 冷 三 年 愿 景资料来源：电信运营商液冷技术白皮书2、液 冷：冷 板 式 和 浸 没 式 为 主，具 备 成 本 维 护 性 P U E 等 多 重 优 势2.1、目前 冷板 式占 比较 高，浸没 式液 冷具 长期 优势液 冷 可 分 为 直 接 冷 却 和 间 接 冷 却。目 前 直 接 冷 却 以 浸 没 式 液 冷 技 术 为 主，分 相 变和 单 相 两 种；间 接 冷 却 以 冷 板 式 液 冷 技 术 为 主。根 据 冷 板 液 冷 服 务 器 设 计 白 皮书，综 合 考 量 初 始 投 资 成 本、可 维 护 性、P U E 效 果 以 及 产 业 成 熟 度 等 因 素，冷 板 式 和 单 相 浸 没 式 相 较 其 他 液 冷 技 术 更 有 优 势，是 当 前 业 界 的 主 流 解 决 方 案。目 前 冷 板 式 液 冷 方 案 占 比 较 高。I D C 数 据 显 示，2 0 2 3 上 半 年，中 国 液 冷 服 务 器市 场 中，冷 板 式 占 比 较 高，主 要 取 决 于 传 统 数 据 中 心 对 原 有 基 础 设 施 改 造 成 本 和难 度 的 关 注 度，以 及 当 前 冷 板 式 方 案 成 熟 度 较 高，商 用 基 础 较 好。浸 没 式 液 冷 具 备 长 期 优 势。根 据 I D C，长 远 来 看，浸 没 式 在 散 热 效 率 和 单 机 柜功 率、空 间 利 用 率 等 方 面 比 冷 板 式 具 有 显 著 优 势，因 此 浸 没 式 如 何 合 理 优 化 基 础设 施 改 造、建 设 成 本，以 及 提 高 电 子 氟 化 液 或 其 他 冷 却 液 的 应 用 范 围 及 可 维 护 性，成 为 构 建 可 持 续 发 展 绿 色 数 据 中 心 的 必 要 条 件。证 券 研 究 报 告请务必阅读正文后免责条款部分 1 1图 1 9：液 冷 散 热 技 术 形 式 图 2 0：2 0 2 2 年 中 国 液 冷 技 术 市 场 占 比资料来源：数据中心高效液冷技术研究现状，国海证券研究所资料来源：赛迪顾问，中商产业研究院，国海证券研究所表 1：液 冷 技 术 对 比 情 况液冷 方案非接 触式液冷 接触 式液冷冷板 式 热管 式浸没 式液冷喷淋 式液冷相变 浸没式 单相 浸没式投资 成本初始投资中等运维成本低初始投资中等运维成本低初始投资及运维成本高初始投资及运维成本高结构改造及液体消耗成本大，液冷系统初始投资成本低P U E 1.1-1.2 1.1 5-1.2 5 1.0 5 1.0 9 1.1可维 护性 较简单 简单 复杂 复杂供应 商华为、浪潮曙光、联想超聚变等主流供应商浪潮 曙光阿里巴巴、H 3 C、绿色云图、云酷智能、曙光数创广东合一应用 案例 多 少 超算领域较多 较多 数据中心场景无批量使用分析初始投资中等，运维成本歉低，P U E 收益中等，部署方式与风冷相同，从传统模式过渡较平滑初始投资中等,运维成本低,热管的散热能力有限，P U E 收益较低初始投资最高P U E 收益最高，使用专用机柜，服务器结构需改造为刀片式初始投资较高，P U E 收益较高，部分部件不乘容，服务器结构需改造初始投资较高，运维成本高，液体消耗成本高,P U E 收益中等部署同浸没式，服务器结构需改造资料来源：冷板液冷服务器设计白皮书，国海证券研究所2.2、冷板 式液 冷：相比 风冷，具备 更好 热传 递、可靠 性、功率 密度冷 板 式 液 冷 的 冷 却 液 不 与 服 务 器 元 器 件 直 接 接 触，而 是 通 过 冷 板 进 行 换 热，所以 称 之 为 间 接 液 冷。为 了 增 大 换 热 系 数，目 前 绝 大 多 数 服 务 器 芯 片 采 用 微 通 道 冷板。依 据 冷 却 液 在 冷 板 中 是 否 发 生 相 变，分 为 单 相 冷 板 式 液 冷 及 两 相 冷 板 式 液 冷。与 传 统 的 风 冷 服 务 器 方 案 相 比，冷 板 式 液 冷 有 几 个 优 点：(1)更 有 效 的 热 传 递，因 为 液 体 比 空 气 具 有 更 高 的 热 传 输 性 能(如 热 导 率 密 度，比 热 容)；(2)可 靠 性：冷却 介 质 在 整 个 系 统 分 布 均 匀 性 由 于 空 气 冷 却 减 少 热 点 并 提 高 整 个 系 统 的 可 靠 性；(3)能 够 实 现 更 高 的 功 率 密 度，可 以 有 效 地 处 理 密 集 I T 负 载 产 生 的 热 量，进 而 通过 有 效 地 消 除 热 量，提 高 数 据 中 心 内 关 键 设 备 的 性 能 和 寿 命。证 券 研 究 报 告请务必阅读正文后免责条款部分 1 2图 2 1：数 据 中 心 冷 板 式 液 冷 架 构 示 意 图资料来源：数据中心液冷技术应用研究进展表 2：单 相、两 相 冷 板 式 液 冷 技 术 内 容分类 技术 内容 特 点单相冷板 式液冷采 用 泵驱 动 冷 却 液 流过 芯 片 背 部的 冷 板 通 道，冷 却 液 在 通道 内 通过 板 壁与 芯 片 进 行 换热，带 走 芯片 的 热 量。换热 后 的 冷 却液 在 换热模块中散热冷却。由于冷板只集中冷却 C P U、集成电路、随机存取存储器(R A M)及 G P U 等核心发热部件，服务器的其他电气元件仍需风冷散热。两相冷板 式液冷利 用 液泵 驱 动 液 态 冷媒 进 入 冷 板，吸 热 后 蒸 发成 气 态，再利 用 水冷 冷 凝器 冷 却 成 液 态并 将 热 量 排入 冷 却 水 系 统，冷 却 后 的冷 媒 进入 集 液器 进 行 气 液 分离 后 进 入 过冷 器 过 冷，以确 保 液 泵 吸入 口 为液 态 冷媒，然 后 液 泵驱 动 冷 媒 反复 循 环 也 可 以利 用 压 缩 机循 环，从 冷 板 蒸 发 出 来 的 冷 媒 通 过 压 缩 机 压 缩 后 再 进 入 水 冷 冷 凝 器 冷却，通常将液泵及压缩机 2 套系统设计成互为备用。两 相 冷 板 式 液 冷 系 统 复 杂，而 且 在 狭 小 的 冷板 中 蒸 发 汽 化 会 影 响 冷 却 液 的 流 量 稳 定，引起 系 统 的 压 力 及 温 度 波 动，最 终 可 能 导 致 过热。两 相 冷 板 式 液 冷 在 数 据 中 心 的 实 际 应 用案例并不多见。资料来源：数据中心液冷技术应用研究进展，国海证券研究所2.3、浸没 式液 冷：显著 散热、提 高能 效、控制 复杂浸 没 式 液 冷 是 将 整 个 服 务 器 或 其 组 件 直 接 浸 入 液 体 冷 却 剂 中 的 冷 却 方 式。液 体完 全 包 围 服 务 器 元 件，从 而 更 加 高 效 地 吸 收 和 散 发 热 量。这 种 方 法 能 够 显 著 降低 服 务 器 运 行 的 温 度，提 高 能 效，但 在 部 署 时 需 要 考 虑 到 环 境 兼 容 性 问 题 和 设备 维 护 问 题。按 照 工 程 液 体 散 热 过 程 中 是 否 发 生 相 变，可 以 分 为 单 相 浸 没 式 液 冷及 两 相 浸 没 式 液 冷。表 3：单 相、两 相 浸 没 式 液 冷 技 术 内 容分类 技术 内容 特 点单相浸没 式液冷冷却液在散热中始终维持液态，不发生相变，低温冷却液与发热电子元器件直接接触换热，温度升高后进入板式换热器，被室外侧冷却循环冷却后重新进入液冷槽冷却服务器。散 热 过 程 中 冷 却 液 无挥发流失，控制简单。两相浸没 式液冷浸泡在液冷槽冷却液中的服务器产生的热量使冷却液温度升高，当温度达到其沸点时，冷却液开始沸腾同时产生大量气泡。气泡逃逸至夜面上方，在液冷槽内形成气相区，气相区的冷却液被冷凝管冷却凝结成液体后返回液冷槽液相区。冷凝管中与冷却液换热后被加热的水由循环泵驱动进入室外散热设备散热，冷却后水再次进入冷凝管进行循环。冷 却 液 在 散 热 中 发 生相变，具有更高传热效率，但是相变中存在压力波动，控制复杂。资料来源：数据中心液冷技术应用研究进展，国海证券研究所 证 券 研 究 报 告请务必阅读正文后免责条款部分 1 3图 2 2：单 相 浸 没 式 液 冷 运 作 原 理 图 2 3：两 相 浸 没 式 液 冷 运 作 原 理资料来源：数据中心液冷技术应用研究进展 资料来源：数据中心液冷技术应用研究进展2.4、喷淋 式液 冷：加强 对流 换热，冷 却液 消耗 量较 少喷 淋 式 液 冷 系 统 是 用 低 温 冷 却 液 直 接 喷 淋 芯 片 及 发 热 单 元，吸 热 后 高 温 冷 却 液换 热 后 重 新 成 为 低 温 冷 却 液，再 次 循 环 进 入 服 务 器 喷 淋。这 使 冷 却 液 与 服 务 器直 接 接 触 散 热，加 强 了 对 流 换 热，将 冷 却 液 集 中 收 集 在 储 液 箱 中，液 冷 柜 中 的 冷却 液 量 较 浸 没 式 少。理 论 上 循 环 散 热 过 程 中 冷 却 液 无 相 变，但 是 在 喷 淋 过 程 中 遇到 高 温 的 电 子 部 件 冷 却 液 会 出 现 飘 逸，从 而 对 机 房 及 设 备 环 境 产 生 影 响。图 2 4：数 据 中 心 喷 淋 式 液 冷 架 构 示 意 图资料来源：数据中心液冷技术应用研究进展 证 券 研 究 报 告请务必阅读正文后免责条款部分 1 43、多 家 公 司 发 展 液 冷 技 术，提 升 数 据 中 心 散 热 效 率3.1