2025年液冷行业深度：千亿液冷元年已至，看好国产供应链加速入局

一、液冷技术：解决数据中心散热压力的必由之路

液冷技术是解决数据中心散热压力的必由之路。液冷是一种采用液体带走发热器件热量的散热技 术，通过冷却液体替代传统空气散热，充分利用了液体的高导热、高热容特性替代空气作为散热 介质，同传统强迫风冷散热对比，液冷具有低能耗、高散热、低噪声、低 TCO等优势，适用于需 提高计算能力、能源效率、部署密度等应用场景，已成为一种新型制冷解决方案，是解决数据中 心散热压力和节能挑战的必由之路。

液冷技术的核心优势：1）低能耗：液冷散热技术传热路径短、换热效率高、制冷能效高的特点促成液冷技术低 能耗优势；2）高散热：以2MW 机房为例，相同单位下，液冷散热能力是风冷的4-9倍。①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/硅油等，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；②液冷技术下，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，单 位空间 ICT 设备布置数量上升，提高数据中心空间利用率。3）低噪声：液冷散热技术利用泵驱动冷却介质在系 统内循环流动并进行散热，解决发热/高功率器件散热问题；能降低冷却风机转速或者采用无风机设计，从而具 备极佳的降噪效果。4）低 TCO：TCO（Total Cost of Ownership，即全生命周期成本），液冷技术具有极佳的节 能效果，液冷数据中心PUE可降至1.2以下，每年可节省大量电费，能够极大的降低数据中心运行成本。

液冷方案：高度适配服务器功率密度的飙升

高度适配服务器功率密度的飙升。为满足爆炸式增长的AI算力需求，服务器性能的跃升直接导致了芯片功耗与 机柜功率密度的急剧攀升。1）芯片功率密度的激增：产品每演进一代，功率密度攀升 30~50%，对应的芯片的 散热需求越来越大。以英伟达为例，GPU的热设计功耗已从B200的700W，发展到GB300的1400W，再到未来 VR300的潜在4000W，传统风冷散热能力越难以为继。2）整柜功率密度快速增长：分析英伟达服务器机柜功率 的变化，从GB200 NVL72机柜功率约140kW，到GB300 NVL72柜机功率提升至约180kW，再到Rubin架构的规划 功率高达370kW乃至600kW，AI服务器的柜机功率密度代际增幅显著。面对如此高密度的热负荷，传统风冷技 术因空气的导热效率低下已触及物理天花板，无法保障服务器的稳定运行与可靠性。

液冷方案：由“可选项”演变为“必选项”

液冷方案由“可选项”演变为“必选项”。面对急剧攀升的芯片功耗与机柜功率密度，传统风冷已无法适应服务器 需求。风冷散热一般适用于20kW/机柜左右的功率密度以下， 20kW以上时液冷散热优势明显，在此背景下，液 冷技术已成为应对高功率散热挑战、保障系统可靠性的关键基础设施，液冷方案由此从“可选项”演变为“必 选项”。以英伟达为例，服务器液冷方案从GB200 NVL72的「液冷+风冷」演进至Rubin架构下的全液冷和液冷 方案的迭代，计划引入微通道液冷板（Microchannel Cold Plate，MCCP）和直接在芯片内部进行散热的微通道 盖（Microchannel Lid，MCL）等微通道冷板式液冷技术，以适配未来更高的功率与散热需求。

液冷技术被用于解决高功率密度机柜散热需求。整柜功率密度的增长，对机房制冷技术也提出了更高的挑战。 不同机柜功率密度对应不同的机房制冷方式，液冷作为新兴制冷技术，被用于解决高功率密度机柜散热需求。

液冷方案：符合国家PUE要求的解决方案

降低PUE关键在于减少除IT设备外的其他设备能耗。PUE （Power Usage Effectiveness，即电能利用效率）是衡 量数据中心能效和绿色性能的核心指标，PUE = 总设备能耗（IT设备能耗+其他设备能耗）/ IT设备能耗，其他 设备能耗越少，则其PUE值越接近于1，代表算力中心的绿色化程度越高，所以降低PUE关键在于减少除IT设备 外的其他设备能耗。

国家持续收紧数据中心PUE要求，大力推进液冷等节能技术应用。近年来，各级主管部门对算力中心 PUE 要求 持续提升。2023年4 月，财政部、生态环境部、工信部联合提出「自2023年6月起数据中心电能比不高于 1.4， 2025 年起数据中心电能比不高于 1.3」。北京、上海、深圳等其他地方政府也相继对算力中心 PUE 提出了一定 的限制要求。与此同时，国家持续鼓励算力中心在研发、测试和应用中，采用液冷相关技术，加大算力中心行 业节能技术创新力度，提升能源利用效率。

单相冷板式在未来较长时间仍将占据主流地位

单相冷板式液冷方案在未来较长时间内仍将是应用的主流方案。因冷板式技术与传统风冷架构的良好兼容性、 相对成熟的产业链配套以及较低的改造成本；现阶段，数据中心液冷方案中冷板式占据主流地位。其中，1）单 相冷板式液冷：凭借其技术成熟度高、系统稳定性强、改造成本可控等优势，已成为市场接受度最高、落地最 广泛的主流解决方案。2）双相冷板式液冷：作为技术演进的重要方向，理论上虽具备更高的散热效率，但因冷 却液气化导致的体积膨胀，会在密闭系统内产生剧烈的压力冲击与波动，极大增加了管路连接与密封失效的风 险，其规模化商用仍需时日。综合研判，单相冷板式液冷在未来较长时间内仍将是应用的主流方案。

浸没式液冷是当前行业与冷板式共存的另一主要技术路线。因其因散热效率高PUE能降至1.13以下的卓越能效表 现，特别适用于高密度计算场景，具备广阔的长期发展前景。但受制于初始投资成本、系统架构重构以及运维 习惯转变等因素，综合来看，在冷板式达到散热极限前，市场仍将以冷板式（尤指单相冷板式）为主流方案。

冷板式液冷系统：由室外侧和机房侧组成

冷板式液冷系统由室外侧（一次侧）和机房侧（二次侧）组成。

一次侧（价值量占比30%）：1）冷却部分可以选择冷水机组、冷却塔或干冷机的其一或组合；2）一次侧循 环泵、管路、阀门与水处理部分，保证稳定流量与水质；3）监控与安全部分，包括温压传感、流量计、旁通 /泄压、BMS/楼控等。

二次侧：1）CDU（价值量占比25%），包括板式换热器，二次侧冗余泵组（定/变频），膨胀/储液罐、过滤 器/去离子组件、旁通回路、阀组、泄压与补液、传感器与控制器、漏液检测等。2）Manifold+快速接头（价 值量占比20%），把CDU来的供/回液分配到每台服务器回路，同时实现免工具、少溢液的“快插/快断”，便于 上架与维护。3）管路/水泵/阀件（价值量占比15-18%）以及冷却介质和辅材等（价值量占比5-8%）。

二、液冷行业：伴随芯片升级液冷价值量提升，国产链加速入局

冷却系统&电源设备合计占AIDC价值量3-5%

AIDC价值量&成本拆分： 1）AI服务器：是AI服务器中价值量最高的部件，承担了大部分的计算任务和深度学习模型的训练与推理。在整 个AI服务器的投入比例中，GPU通常占据较大的比例，大约在整体投入的30％至60％之间。 2）存储设备：在AI数据中心中起到关键的作用，用于存储大规模的数据集、训练数据和模型参数，约占总体的 15％左右。 3）网络设备：提供高速、可靠的数据传输和连接，其比例较低，约占总体的15％至20％； 4）冷却系统和电源设备的比例相对较低，占总体的3-5％左右。

市场规模：26年我们预计ASIC用液冷系统规模达353亿元 ，英伟达用液冷系统规模达697亿元

1）ASIC需求：我们假设2025年液冷系统单价为5303元/KW（往后每年价值量提升20%），根据海外大厂26年 出货量预期和单ASIC功耗，我们测算得26年预计ASIC用液冷系统规模达353亿元。

2）NVL72需求：结合英伟达收入预测、数据中心收入占比及NVL72单价测算得NVL72出货量，我们假设单 机柜液冷系统单价为84万元，进而计算得26年预计需求达697亿元。

三、Rubin架构展望：微通道盖板&相变冷板为可选方案

微通道盖板&相变冷板有望适用Rubin架构

单相冷板无法适用于Rubin架构： Rubin架构的热设计功耗（TDP）达到2300W，整柜功率约200KW，而单相冷板的设计上限为150KW/柜，因此无 法适用于Rubin架构，需要引入新的液冷方案。

可行方案一：相变冷板： 相变冷板通过液体工质在冷板内吸收热量后发生相变（通常是液态到气态），利用相变过程中吸收的大量潜热来 实现高效散热，一般来说相变冷板的介质为氟化液为主，适配单柜300KW+场景。

可行方案二：微通道盖板（MLCP）： 冷却液从左侧进入集流腔后，被均匀分配到覆盖发热芯片的微通道中。在微通道内，冷却液与发热芯片进行热交 换，吸收热量后的冷却液从右侧流出，进入外部冷却系统（如 CDU，冷却分配单元）进行降温，之后再循环进 入，形成持续的散热循环，从而保证芯片在安全的温度范围内工作。这种微通道结合集流腔的设计，能极大增加 冷却液与芯片的换热面积，提升换热效率，适用于高热流密度场景（如 AI 服务器、超算芯片等）。

后续方案研判： 我们判断微通道盖板有较大概率成为Rubin架构选择方案，主要系若至后续的Rubin Ultra方案，单个GPU热设计 功耗（TDP）达到4000+W，整柜功率超600KW，此时相变冷板将不再适用，因此若考虑方案成熟度，则直接上 微通道盖板会更加有利于后续进一步迭代发展。

微通道盖板VS传统冷板——散热效果大幅提升

传统的液冷板：通常采用宏观通道——毫米级通道、蛇形路径或平行歧管。这些设计在一定程度上效果良好， 但会留下死区、较大的热梯度和有限的散热密度。

微通道盖板：核心是将高度密集的微尺度冷却液通道网络直接置于冷板基板下方或内部，通道宽度可从几十 微米到几百微米不等，通道密度通常可达每平方厘米数百至数千个。其核心特征在于：1）极高的通道密度： 与宏观通道相比，微通道显著增加了润湿表面积；2）减小的热边界层：微通道内的水力边界层很薄，增加了 对流换热系数。3）短导热路径：热量从结点→导热界面材料→冷板壁→流体传递，中间体积最小，从而降低 整体热阻。

相较于传统冷板，微通道盖板在大幅提升散热性能的同时，制造难度也大幅提升： 1）制造复杂性和成本生产：数千个精度极高的相同微通道需要先进的制造工艺和高良率。相关技术包括精密蚀 刻、微铣削、激光烧结或多级扩散焊接。这些工艺比传统的数控铣削和钎焊成本更高。 2）流体纯度和堵塞：微通道的水力直径很小；颗粒污染物、腐蚀产物或微生物碎屑都可能堵塞通道。 3）可靠性和寿命验证：与传统板材相比，其加速寿命试验和材料相容性研究更为严格。 4）系统设计与控制：较高的整体水力阻力可能需要配备精确变速控制和先进机架间流量平衡功能的泵。

报告节选：

编辑：火腿肠