2026年计算机行业:液冷行业快速发展,国产供应链迎黄金替代期
- 来源:东北证券
- 发布时间:2026/03/20
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计算机行业:液冷行业快速发展,国产供应链迎黄金替代期。算力需求爆发、芯片功耗攀升与能效监管趋严共推液冷行业发展1)AIGC发展带动全球及中国算力规模高速增长:据中国信通院预测,2028年全球人工智能服务器市场规模有望达2227亿美元,中国智能算力规模五年复合增长率达46.2%,高算力倒逼液冷成为散热刚需,2027年中国液冷数据中心市场规模将突破千亿。2)芯片功耗与机柜密度持续提升:据英伟达官网统计,英伟达GPU功耗从B200的700W升至GB300的1400W,风冷已难以满足需求,液冷凭借低能耗、高散热等四大优势成为必然选择;3)各地PUE约束持续趋严:据中兴通讯液冷白皮书统计,液冷可将PUE...
液冷行业:算力散热范式重构
1.1. AIGC 与算力需求爆发,驱动散热体系重构与液冷全面普及
生成式人工智能 AIGC 涌现,推动算力硬件及基建发展。随着技术的不断进步和市 场的日益成熟,AIGC 产业在全球范围内呈现出迅猛发展的态势。以 ChatGPT、 Deepseek 等为代表的大模型人工智能技术浪潮席卷全球,国内互联网巨头、人工智 能领域的领军企业、顶尖高校及科研机构纷纷投入类似 ChatGPT 乃至功能更强大的 大模型研发中。随着 AIGC 与互联网、大数据、实体经济等领域的深度融合,以及 多模态生成式模型的不断发展,AI 技术的应用正迅速释放到工业、医疗、教育等多 个领域。人工智能正在迎来快速发展的黄金时受益于数据资源的不断丰富、算力硬 件资源的需求增长以及大模型技术的突破发展。根据中国信通院《中国算力发展白 皮书(2023)》的统计数据显示,GPT-3 参数规模约 1746 亿,GPT-4 则达到 1.8 万 亿,算力需求增幅高达 68 倍。DeepSeek 的开源举措,将进一步驱动头部大模型厂 商加速拓展通用基础大模型的能力边界。xAI 旗下 Grok-3 采用 20 万卡训练集群 实现性能突破,更是直观证明了预训练 Scaling Law 对人工智能发展的长期基石作 用。在文本大模型生态日趋繁荣的背景下,多模态大模型(涵盖图像、视频等领域) 正迎来发展黄金期。这类模型对数据规模和结构复杂度的要求更高,将持续催生新 的算力需求。 全球算力需求爆发式增长:随着人工智能、大数据、工业互联网等数字化技术规模 化应用,全球算力需求高速增长。中国信通院数据显示,截至 2024 年底,全球通算 规模达 628EFLOPS(FP32),同比增长 14.0%;智算规模达 5693 EFLOPS(FP16), 同比增长 64.7%;超算规模为 20 EFLOPS(FP64)。在全球智能化进程加速推进的背 景下,智算需求呈现出高速增长的强劲态势。据国际数据公司(IDC)预测,2024 年 全球人工智能服务器市场规模为 1251 亿美元,2025 年预计将增至 1587 亿美元, 2028 年有望达到 2227 亿美元。 我国算力规模同步高增:根据 IDC 发布的《2025 年中国人工智能计算力发展评估 报告》,2025 年中国智能算力规模将达到 1,037.3EFLOPS,预计到 2028 年将达到 2,781.9 EFLOPS;此外,2025 年中国通用算力规模将达到 85.8 EFLOPS,预计到 2028 年将达到 140.1 EFLOPS。预测显示,2023-2028 年期间,中国智能算力规模的五年 年复合增长率预计达到46.2%,通用算力规模的五年年复合增长率预计达到18.8%, 均有显著提升。

高算力需求带动液冷数据中心发展:高算力需求持续爆发直接驱动数据中心建设与 单机柜功率密度快速提升,进而倒逼高密度散热方案普及,带动液冷成为行业刚需。根据 UBS,2025-2030 年期间,数据中心直接液冷市场的复合年增长率仍将达 51%, 规模从 2024 年的 11.4 亿美元增至 2030 年的 310 亿美元。根据科智咨询,中国 液冷数据中心市场快速发展,市场规模增速超过 50%;预计到 2027 年,液冷市场 将以 60%的复合增长率,突破千亿规模。
1.2. 芯片功耗与机柜密度持续攀升,高算力带来散热刚需升级
AI 单芯芯片功率激增。随着算力需求不断增长,通信设备性能持续迭代,芯片功耗 与热流密度同步大幅上升,产品每代升级功率密度可提升 30%~50%。当前主流 X86 架构 CPU 峰值功耗已达 300~400W,行业顶尖芯片热流密度突破 120W/cm²。功 率密度持续走高,直接加剧芯片散热压力并影响长期可靠性,传统风冷方案已逐渐 难以满足高端芯片的散热需求。以英伟达为例,其 GPU 产品热设计功耗呈阶梯式 攀升:从 B200 的 700W 提升至 GB300 的 1400W,未来 VR300 功耗或将达到 4000W,传统风冷散热已难以满足新一代算力芯片的散热需求。

液冷技术主要用于应对高功率密度机柜的散热难题。随着单机柜功率密度持续提升, 机房制冷系统面临更高要求,液冷作为新一代制冷技术,成为高密场景下的关键解 决方案。
海外数据中心机柜整体偏向高功率配置,国内现阶段仍以 10kW 以下机柜为主。我 们认为从行业趋势来看,国内未来也有望向高功率机柜升级,发展空间广阔。 液冷方案正从可选配置逐步转变为刚需选择。面对芯片功耗与机柜功率密度的快速 提升,传统风冷技术已难以满足新一代服务器的散热要求。通常情况下,风冷仅能 适配 20kW / 机柜以下的功率密度,当功率超过 20kW 后,液冷的散热优势便会显 著凸显。在此趋势下,液冷技术已成为应对高功率散热难题、保障系统稳定可靠运 行的核心基础设施,进而从 “可选项” 升级为 “必选项”。以英伟达为例,其服 务器散热方案从 GB200 NVL72 的 “液冷 + 风冷” 混合方案,逐步演进为 Rubin 架构下的全液冷方案,并计划引入微通道冷板(MCCP)、芯片内置微通道顶盖(MCL) 等先进微通道液冷技术,以适配未来更高功率与更严苛的散热需求。
液冷技术具备四大核心优势。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:传热路径短:低温液体由 CDU(冷量 分配单元)直接供给通讯设备内;换热效率高:液冷系统一次侧和二次侧之间通过 换热器实现液液换热;一次侧和外部环境之间结合风液换热、液液换热、蒸发汽化 换热三种形式,具备更优的换热效果;制冷能效高:液冷技术可实现 40~55℃高温 供液,无需压缩机冷水机组,采用室外冷却塔,可实现全年自然冷却;除制冷系统 自身的能耗降低外,采用液冷散热技术有利于进一步降低芯片温度,芯片温度降低 带来更高的可靠性和更低的能耗,整机能耗预计可降低约 5%;2)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。同时,液冷直接将设备大部分热源热量通过 循环介质带走;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 ICT 设备,提高数据中心空间利用率、节 省用地面积。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,解决全部发热器件或关键高功率器件散热问题;能够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,提升机房运维环境舒适性,解决噪 声污染问题。4)低 TCO:如上所述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。 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 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。下图给 出了传统风冷、冷板式液冷和单相浸没液冷每年的能耗和电费对比。
1.3. 能效监管趋严,PUE 约束加速液冷渗透
数据中心 PUE 指标不断降低。PUE 是算力中心最常见的评价性能指标,也是行业 评价算力中心绿色性能的主要衡量指标,PUE(电源使用效率)定义为数据中心总 设备能耗(IT 设备能耗与辅助设备能耗之和)与 IT 设备能耗的比值。辅助设备能 耗越低,PUE 值越小;因此,降低 PUE 的核心路径在于严控并削减非 IT 类辅助 设备的能耗,PUE 值越接近于 1,则代表算力中心的绿色化程度越高。 近年来,各级主管部门对算力中心 PUE 要求持续提升。2021 年 7 月,工信部印发 《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023 年)》明确提出,到 2023 年底,新建 大型及以上数据中心 PUE 降到 1.3 以下。2022 年 1 月,国家发改委同意启动建设全 国一体化算力网络国家枢纽节点的系列复函中指出,国家算力东、西部枢纽节点数 据中心 PUE 分别控制在 1.25、1.2 以下。2023 年 4 月,财政部、生态环境部、工信 部联合印发《绿色数据中心政府采购需求标准(试行)》中提出,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。
算力的需求持续增加,意味着硬件部分的能耗也在持续提升;在保证算力运转的前 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 PUE 要求。 典型数据中心能耗占比,其中制冷系统占比达到 24%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 PUE 的降 低。
近年来,为了降低制冷系统电能消耗,行业内对机房制冷技术进行了持续的创新和 探索。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 PUE 降至 1.15~1.35;液冷则利用液体的高导热、高 传热特性,在进一步缩短传热路径的同时充分利用自然冷源,实现了 PUE 小于 1.25 的极佳节能效果。
1.4. 英伟达供应链开放,大陆液冷链迎来历史性机遇
英伟达逐步开放供应链名录,大陆厂商获得更多参与机会。在 GB200 阶段,英伟达 指定维谛技术(Vertiv)作为独家供应商。这种模式中,液冷供应商多作为二级或三级 供应商,通过 ODM 厂商间接进入供应链。GB300 及后续架构的推出,英伟达开始 开放供应商名录,允许代工厂在一定范围内自主选择供应链组成。我们认为英伟达 从 GB200 独家指定维谛技术,到 GB300 及后续 Rubin 架构开放供应链,让具备 产品优势的大陆液冷厂商迎来直接入局机会,外围生态空间显著扩大。

台系 ODM/OEM 厂商产业角色显著抬升,由传统一次侧配套供应商升级为一次 + 二次侧一体化系统集成商。以富士康、英业达、纬创、广达、技嘉、神达、仁宝、 其阳、和硕为代表的台资企业,在 CDU 环节已具备与维谛同台竞争的能力,可自 主完成歧管、快速接头、冷板、泵体及控制系统等核心部件的选型集成,进而为大 陆高性价比供应链厂商带来新增配套机遇。 英伟达服务器液冷市场份额将随着架构变化发生结构性变化。1)GB200 液冷板赛 道呈现头部集中、梯队清晰的竞争格局。AVC 占据主导地位,市场份额超 55%; 双鸿以 25%–30% 位居第二;Cooler Master 作为第三供应商,承担市场补充供给 角色。交付层面,液冷板以裸板形式供货至广达、鸿海等下游整机厂商,管路连接 工序由 IT 侧完成,整体流程简洁。2)GB300 供应商体系出现结构性反转。Cooler Master 跃升为核心供应商,份额突破 55%;AVC 退居第二;双鸿份额大幅收缩至 5% 以下。生产交付模式同步升级,GB300 液冷板需先行完成小集成工序,包括软 管装配、快接头安装及气密性测试,再将集成模组交付广达、鸿海做简易封装。因 生产及集成工作量显著提升,Cooler Master 联合英维克、川环等大陆厂商开展代工 合作,成品由 Cooler Master 完成集成,其中英维克同步供应快速接头等核心零部 件。我们认为随着下一代 Rubin 散热功率激增以及服务器架构发生巨大变化,Rubin 液冷方案的供应商市场份额或将产生结构性变化。
1.5. ASIC 普及+液冷价值量随芯片代数提升,液冷需求点到面全面爆发
ASIC 芯片出货量激增,供需闭环:全球 AI 算力竞赛推动下,液冷已从数据中心 散热的备选方案成为高功耗芯片的刚需,而在传统 GPU 驱动液冷需求之外,ASIC (专用集成电路)的普及正为液冷市场打开全新的增长空间。谷歌、AWS、Meta、 字节跳动等全球科技巨头纷纷加码自研 ASIC 芯片,其高定制化、高功耗的特性让 散热需求较通用 GPU 更为复杂,叠加 2026 年数据中心 ASIC 芯片出货量有望突 破 1000 万颗的市场增量,我们认为 ASIC 正成为液冷赛道继 GPU 后的又一核心 驱动力,也为液冷供应链带来了全新的技术要求和市场机遇,在液冷产业化元年重 构着行业的需求格局。 英伟达为代表 GPU 出货领先,谷歌为代表 ASIC 追赶。2025 至 2027 年,全球 AI 芯片累计出货量预计将达到 4600 万颗,年增长率维持在 30% 左右,芯片整体供 应能力基本能够覆盖市场的算力需求。从头部厂商出货情况来看,英伟达 2026-2027 年 Blackwell 和 Rubin 系列芯片的出货量有望达 1600 万颗,折算为 NV72 整机 柜约 22.2 万台;而谷歌等企业的 ASIC 芯片出货量约为 1000 万颗,按照 TPU64 方案测算,对应整机柜数量约 15 万台。
ASIC 液冷散热需求偏定制化,巨头全面转向液冷:1)作为全球三大云服务商之一, 谷歌全面布局液冷的战略决策,正持续加速液冷技术的规模化落地进程。谷歌 CEO 桑达尔・皮查伊曾在 2024 年 I/O 开发者大会上披露,公司部署的液冷设备规模已 达到约 1 吉瓦。ASIC 市场兼具高度分散性与定制化属性,这为具备灵活解决方案 供给能力的厂商打开了明确的市场空间,ASIC 的散热方案则需与芯片设计环节进 行深度的技术协同与适配。台湾散热厂商奇鋐科技于财报发布会上披露,其核心客 户正持续加码 ASIC 领域的投入,公司并预计明年该业务板块将实现可观增长。从 产品端来看,相较于 GPU,ASIC 液冷板在使用数量及系统设计层面的复杂度均更 高,这也推动市场对 ASIC 水冷解决方案的需求呈现显著升温态势。以谷歌 TPU 为 例,谷歌在液冷供应链采购上采用直采模式,省去中间环节直接与液冷系统及零部 件供应商对接,供应商经审核通过后,将成为谷歌一级供应商并直接为其供货。从 供应商体系来看,谷歌划分了 AVL(已批准供应商)、R-VAL(预留批准供应商)、 RVL(推荐供应商)三个层级,对于 CDU 这类核心组件,其采购渠道主要聚焦于 AVL 层级供应商。
大陆厂商有望以一级供应商身份直接切入谷歌液冷环节。价值量环节:CDU 环节 的价值占比约为 40%-50%,冷板环节占比达 20%-30%,快接头、管路等配套组件 则占据剩余价值份额。我们认为这将直接利好大陆部分大陆厂商,相关企业有望以 一级供应商的身份切入谷歌液冷供应链体系。
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