算力密度跃升驱动液冷刚需化,冷板式路线主导产业链进入业绩兑现期

  • 来源:海通国际
  • 发布时间:2026/07/28
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能源科技行业AI系列报告二:算力密度跃升驱动散热刚需化,液冷产业链进入业绩兑现期.pdf

研究背景与目的本报告为海通国际能源科技AI系列报告第二篇,聚焦算力密度跃升背景下数据中心散热技术的结构性变革,分析液冷产业链从可选配置走向刚性需求的投资逻辑,并首次覆盖三家台湾核心供应商。核心数据与趋势AI芯片机柜功耗经历四次跃升:从2000-2006年服务器数量驱动的1-2kW/柜,到2023年后AI算力驱动的100kW+时代。H100机柜超40kW,GB200NVL72约120kW,GB300达132-155kW,下一代Rubin平台预计约190kW。全球数据中心装机量从2000年约11.8GW增至2024年约97.1GW,IEA预计2030年用电量将达约945TWh,年均增速约15%。技...

算力密度跃升重构数据中心散热逻辑

AI芯片平台正经历机柜功耗的指数级跃迁。从H100时代的40kW+机柜,到GB200 NVL72的约120kW、GB300的132–155kW,下一代Rubin平台整柜功耗预计攀升至约190kW。当单机柜功率突破30kW时,传统风冷已逼近散热极限;当前AI机柜已普遍迈入100kW+时代,液冷从可选技术选项转变为保障高密度算力集群稳定运行的必要基础设施。

全球数据中心用电负荷同步高增。IEA预计全球数据中心年用电量将从2024年的约415TWh增长至2030年的约945TWh,年均增速约15%。其中美国是增量最大的单一市场,预计2030年较2024年增加约240TWh;中国为第二大增量来源,预计同期增加约175TWh。AI训练与推理集群用电占比持续提升,为液冷需求提供长期增长动能。

冷板式液冷成为主流路线的三重逻辑

冷板式液冷凭借性能足够好、成本可接受、产业链成熟的三重优势,成为未来3–5年主流技术路线。其PUE可达1.1–1.3区间,虽不及浸没式极致,但建设成本与维护难度显著更低,且已能通过先进设计逼近浸没式能效。浸没式液冷虽PUE可达1.05甚至更低,但系统复杂、前期资本开支高昂、后期维护程序复杂,冷却液成本与泄漏风险构成规模化障碍。喷淋式液冷节能效果差于浸没式,产业链成熟度较低,大规模商业化可行性仍在探讨。

PUE政策收紧形成刚性约束。中国要求新建大型数据中心PUE降至1.25以内,北京拟于2026年起对PUE>1.35征收差别电价。在性能需求与环保合规的双重挤压下,液冷已成为新建AI数据中心满足PUE要求的刚性配置,渗透率提升具备高度确定性。

产业链价值量高度集中于四大核心零部件

以英伟达GB200液冷机柜为例,CDU、Manifold+UQD、冷板四大核心零部件合计价值量占比超过95%。其中冷板占比约40%,为最大单体成本支出;CDU约占30%;Manifold+UQD合计约占25%。CDU与冷板构成了冷板式液冷的主要价值量环节。

冷板直接贴合CPU、GPU等高功耗芯片表面,通过内部流道中的冷却液带走热量,技术正向微通道化和集成化方向发展。英伟达Rubin平台采用的微通道冷板将传统覆盖在芯片上的金属盖、均热片和液冷板整合为一个单元,大幅缩短传热路径。CDU作为液冷系统的控制中枢,负责冷却液分配、温度控制、流量管理和系统保护,内部主要由泵组和换热器组成。UQD快速接头用于机柜冷却液供回歧管与液冷服务器节点之间的连接与关断,盲插型在空间狭小的高密度场景中具有显著运维优势。Manifold歧管负责将冷却液分流至机柜内各服务器冷板并汇总回流,精密流道设计确保各支路流量均匀。

全球供应格局:台系主导、大陆追赶、欧美占据高端

当前全球供应格局呈现台系主导、大陆快速追赶、欧美占据高端的特征。台系厂商凭借数十年电子散热技术积累、精密制造能力及与英伟达等芯片龙头的深度绑定,在高端AI服务器冷板市场占据绝对主导地位。双鸿、奇鋐、Cooler Master台系三强合计占据高端AI服务器冷板市场主要份额。

CDU环节,Vertiv全球市占率第一,XDU系列覆盖分体式/一体式方案;nVent通过收购Pentair热管理业务切入机架级CDU;台达电凭借电源+散热整合优势推出智能温控平台。UQD环节,Danfoss为全球龙头,Staubli以瑞士精密连接技术占据高端市场,海外厂商垄断高端快接头市场,国产替代处于早期阶段。Manifold环节,Parker Hannifin主导精密歧管系统,国内厂商已实现中端替代。

随着GB200/GB300及Rubin平台在2025–2026年进入规模化交付阶段,液冷产业链核心供应商将迎来订单能见度与利润率双升的黄金窗口,具备明确的业绩弹性与估值重塑空间。

台系三强卡位深度与差异化路径

台达电作为全栈液冷解决方案龙头,CDU与冷板双环节均处于全球第一梯队,GoCool系列覆盖液对液、液对气及机柜级全形态。公司深度绑定英伟达(Rubin平台优选冷板供应商)、谷歌(Project Deschutes 2MW CDU)、微软(Maia 100)等头部客户。AI需求驱动下公司进入新一轮成长周期,基础设施业务同比跳升,利润率进入上行通道。

奇鋐科技凭借微通道冷板及3D VC技术卡位英伟达Rubin平台及Meta。其激光微加工刻蚀30–50微米微通道,流动阻力较传统工艺降低30%;3D VC创新融合气冷与液冷,无需液冷系统即可解决单颗GPU 700W+散热需求。公司深度绑定英伟达GB200/GB300/Rubin平台核心供应。

双鸿科技作为液冷模组新锐,CDU产品矩阵丰富并切入北美一线云厂商。公司产品覆盖液对液、列间、机柜级CDU,高性能冷板适配英伟达、AMD。泰国基地2026年投产后服务器散热占比预计大幅提升至72%,标志着从消费电子供应商向AI基础设施核心供应商的关键转型。

编辑:流星雨
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