2026年机械设备行业深度报告：液冷渗透率跃升在即，泵阀设备增量市场打开

液冷系统工程复杂，受益 AI 算力爆发增长

1.1. 液冷技术多元发展，驱动数据中心散热新范式

液冷系统是一种以液体（如水、专用冷却液）作为主要散热介质，通过循环流动直 接或间接带走 IT 设备中 CPU、芯片组、内存及扩展卡等发热元件所产生热量的高 效散热技术。该技术利用液体高导热、高热容的特性替代传统空气散热，适用于对 计算能力、能效和部署密度有较高要求的场景。与强制风冷相比，液冷具有散热效 率高、能耗低、运行噪声小、总体拥有成本（TCO）低等优势，是应对数据中心散 热压力与节能挑战的关键解决方案。液冷系统普遍采用二次侧室内散热与一次侧室 外散热相结合的双循环架构：室外侧主要包括冷却塔、一次侧管网及一次侧冷却液， 室内侧则由冷量分配单元（CDU）、液冷机柜、ICT 设备、二次侧管网与二次侧冷却 液构成。其工作流程为：CDU 首先向液冷机柜输送低温二次侧冷却液，冷却液流经 IT 设备吸热后形成高温回流至 CDU；随后 CDU 通过内部热交换将二次侧的热量传 递给一次侧冷却液，使二次侧液体降温循环使用，同时一次侧冷却液吸热升温；高 温一次侧冷却液被送至室外冷却塔，通过热交换将热量释放至环境，降温后重新返 回 CDU，从而形成连续闭环，实现 IT 设备的高效持续散热。

液冷技术根据冷却液体与发热器件是否直接接触，可分为接触式与非接触式两大类。 接触式液冷以浸没式、喷淋式为代表，使冷却液与器件直接接触进行换热；非接触 式液冷则以冷板式与热管式为代表，但以冷板式为主。其中，浸没式与冷板式均可 进一步划分为单相（液冷无相变）与两相（液冷发生相变）两种热交换形式。当前 主流液冷方案集中于冷板式与浸没式，喷淋式液冷在国内应用尚不广泛。

冷板式液冷是一种通过间接接触方式进行散热的液冷技术。其核心在于采用液冷板 （通常为铜、铝等高导热金属构成的封闭腔体）与发热器件（如芯片）表面紧密贴 合，将器件热量通过热传导转移至冷板。系统主要由冷却塔、冷却液分配单元（CDU）、 一次侧与二次侧循环管路、冷却工质以及液冷机柜等部分构成；机柜内集成液冷板、 设备内部管路、流体连接器及分液器等关键组件。其散热过程为一个两级热交换的 封闭循环：在二次侧回路中，循环泵驱动冷却工质流经液冷板内部，通过强化对流 换热吸收热量，温度升高；高温工质随后进入 CDU 内的换热器，将热量传递给一次 侧冷却液，自身被冷却后重新参与循环。一次侧冷却液最终在冷却塔中将热量释放 至大气环境，从而实现持续、高效的热量转移与散发。

浸没式液冷是以冷却液作为传热介质，将发热器件完全浸没在冷却液中，发热器件 与冷却液直接接触并进行热交换的制冷形式。浸没式液冷系统室外侧包含冷却塔、 一次侧管网、一次侧冷却液;室内侧包含 CDU、浸没腔体、IT 设备、二次侧管网和 二次侧冷却液。使用过程中 IT 设备完全浸没在二次侧冷却液中，因此二次侧循环冷 却液需要采用不导电液体，如矿物油、硅油、氟化液等。 单相浸没液冷是一种基于单相液体的直接接触式散热技术，其传热过程依靠冷却液 的显热变化（即仅发生温度变化而不发生相变）。该系统主要由冷却塔、冷却液分配 单元（CDU）、一次侧与二次侧循环管路、特定冷却工质以及浸没腔体等部分构成。 其散热原理为：CDU 中的循环泵驱动低温的二次侧冷却液从浸没腔体底部流入，使 其直接流经并浸没竖直安装的 IT 设备，通过强制对流带走发热器件的热量；吸热升 温后的冷却液从腔体顶部流出并返回 CDU，在 CDU 内部的板式换热器中将热量传 递给一次侧冷却液；一次侧冷却液随后通过外部冷却装置（如冷却塔）将热量最终 排放至大气环境，从而形成一个持续、封闭的制冷循环。

两相浸没式液冷是一种基于相变传热的直接接触式散热技术，其核心特征在于作为 传热介质的二次侧冷却液在吸热过程中发生液相至气相的相态转变，主要依靠物质 的潜热（而非显热）实现高效热量传递。该系统主要由冷却塔、冷却液分配单元 （CDU）、一次侧循环管路、具有低沸点特性的二次侧冷却工质以及密闭的浸没腔体 构成。其散热过程为一个依靠相变与重力回流的自然循环：IT 设备完全浸没于腔体 底部的液态冷却液中，冷却液吸收设备热量后沸腾汽化；产生的高温气态工质密度 降低，上升并汇聚于腔体顶部的气相区域，与安装在顶部的冷凝器进行换热，将热 量通过 CDU 传递至一次侧冷却液并最终由冷却塔排至大气；冷凝后的低温液态冷 却液在重力作用下回流至腔体底部，完成一个封闭的相变循环。其传热路径虽与单 相浸没液冷类似，但二次侧冷却液仅在浸没腔体内部完成相变循环，无需外部泵驱， 这是其与单相系统的关键差异。

1.2. 液冷系统高度复杂，核心部件良多

冷却液分配单元（Cooling Distribution Unit, CDU）是液冷系统中的核心热管理设 备，主要承担为二次侧冷却工质提供循环动力并对其再冷却的关键任务，高效转移 IT 设备产生的热量至外部冷却系统。具体而言，CDU 通过内置泵组驱动冷却介质 在密闭管路中循环，流经服务器等发热部件并吸收热量；吸热后的工质通过 CDU 内部换热器（如板式换热器）将热量传递给一次侧冷却回路，最终由冷却塔等外部设 施将热量散发至大气环境。除基础的热交换与流体驱动功能外，现代 CDU 通常集 成智能控制系统，可实时监测温度、流量等参数，动态调节泵速与阀门，以优化系 统能效、响应负载波动并预防故障，从而确保数据中心稳定、可靠且经济运行。在 机械结构方面，CDU 常采用 360 度旋转接头、快速盲插接口等设计，支持灵活部署 与便捷维护，有助于大幅降低数据中心运维停机时间。整体上，CDU 主要由换热器、 泵阀组件、传感器与控制系统等部分构成，共同实现高效、智能的液冷循环与热管 理功能。

液冷板（Liquid Cold Plate）是直接与芯片等高热流密度器件接触的核心传热部件， 即换热器，通常由铜或铝等高导热金属精密加工而成。作为液体冷却系统的关键组 件，其主要功能是通过内部流道将发热元器件（如芯片、IGBT 模块、电池模组等） 产生的热量高效传递给流动的冷却液，由冷却液将热量带至外部散热系统散发。其 散热性能主要由两个核心指标决定：压降（反映液体流经内部微通道时的流动阻力， 直接影响系统泵送功耗与流量分配）与热阻（定义为冷板两端温差与传热量的比值， 值越低代表传热效率越高）。

液冷泵是液冷系统中的核心动力部件，主要承担驱动冷却液循环流动的关键职责。 液冷泵确保冷却液持续流经服务器发热部件，及时吸收热量，并将热量输送至外部 散热装置，实现高效热转移。液冷泵的性能直接决定了冷却液的循环流量与系统压 力，进而影响整个液冷系统的散热效与稳定性。若泵的流量不足，则无法充分冷却 发热部件，可能导致局部热量积聚、服务器温度升高，进而影响设备性能与使用寿 命；若泵的压力不稳定，则会引起冷却液流动波动，破坏热传递的均匀性与可靠性。 因此，液冷泵的选型与性能优化对保障数据中心热管理的稳定、高效运行具有重要 意义。

液冷阀门作为液冷系统中的关键控制部件，主要用于对冷却介质（如水、氟化液等） 的流量、流向及压力进行精确调节，以保障系统稳定高效运行，其选型与性能直接 影响液冷系统的能效、控制精度与长期可靠性。阀门能够根据服务器实时发热量动 态调节冷却液流量，避免过冷或散热不足，选型时需依据额定流量、流量系数（Cv 值）等参数匹配实际需求，以优化能效并避免异常压降。在此基础上，阀门通常集 成压力传感器或泄压装置以预防超压损坏，并可与止回阀配合防止流体回流，从而 确保冷却介质定向稳定流动，提升系统整体安全性。通过上述对流量、流向及压力 的综合调控，液冷阀门为液冷系统的高效、稳定与可控热管理提供了关键支撑。

冷却液是液冷系统中的核心传热介质，其性能直接决定系统的散热效率。常用的冷 却液包括乙二醇水溶液、电子氟化液等，具备高导热性、低黏度、化学稳定性等特 点，可高效吸收并转移设备产生的热量。根据传热机制的不同，当前市场上的冷却 液主要分为单相液冷与两相液冷两类：单相液冷依赖冷却液在液态下的强制对流与 显热吸收，技术成熟、系统稳定性高，但散热能力受限于工质比热容，通常需配合 较大流量循环；两相液冷则利用冷却液吸热后发生相变过程中的潜热效应，单位体 积散热能力更高，尤其适用于高功率密度场景，但其系统设计复杂、运维要求高， 且存在潜在的泄漏风险。

液冷 Manifold 是位于机柜内的冷却液分配枢纽，主要连接 CDU 与服务器冷板，其 功能是将来自 CDU 的冷却液均匀分配至各层单板，有效带走高热流密度元件产生 的热量，确保设备在稳定温度下正常运行。该装置通常由供液/回液主管和多个分支 节点构成，内部采用精密的流道设计，以保证冷却液均匀、高效流经每个散热单元。 Manifold 支持根据数据中心的实际散热需求进行定制，其分支口数量、间距及整体 规格均可灵活调整，从而适配不同功率密度与机柜布局的液冷系统部署。

液冷接头是液冷系统中实现管路快速连接与断开的关键部件，其核心作用是在确保 无泄漏的前提下，为冷却液流动提供可靠、可重复的连通与分离，即使在系统运行 期间也能安全操作。该类接头主要用于液冷分配单元（Manifold）与服务器等设备 之间的连接，根据对接方式主要分为两类：手插式接头需人工对准插拔，安装和维 护相对复杂；盲插式接头则具备自动对接能力，尤其适合高密度部署与快速维护场 景。盲插式设计通常具备一定的容错能力，可在一定偏差范围内实现准确、可靠的 密封连接，有助于提升系统部署的灵活性与运维效率。

1.3. AI 算力基建高景气，液冷赛道加速起飞

液冷行业产业链上游主要为产品零部件，包括接头、CDU、电磁阀、TANK、冷却 液等。中游主要为液冷服务器，此外还包括数据中心的集成运维设施、产品及部件。 服务器及相关集成产品主要用于下游行业，为云计算、人工智能及物联网等方面提 供服务。国内下游行业主要包括互联网、金融、电信、政府、交通和能源等信息化 程度相对较高的行业，涵盖智慧计算、电子政务、企业信息化、关键应用以及民生 等相关领域，包括三大电信运营商，以及腾讯、阿里巴巴等互联网大型企业。

AI 行业增长趋势进入了应用爆发期。进入 2026 年，行业预测 AI 行业将逐渐由技 术竞争转变为商业价值的落地和变现，AI 算力已从技术概念演变为驱动产业变革的 核心生产力。2030 年 AI 行业全球市场规模预计突破 1.58 万亿美元，并将持续呈指 数级增长。

AI 应用的爆发随即拉动了算力的增长。从需求端来看，AI 大模型需求强劲，云计 算持续维持上行周期。AI 大模型的训练和推理过程是算力消耗的主要场景，其对算 力的需求呈现出指数级增长的态势。

算力消耗增长的特点可归纳为两点：1、规模与密度的增大：全球 AI 推理算力规模 呈指数级增长。为了训练参数量达十万亿级的超级模型，单一数据中心的规模从千 卡级别迈向“万卡集群”甚至十万卡集群。这要求极高的数据吞吐量和极低的延迟。 2、芯片架构演变：GPU 与 ASIC 并行，以 Nvidia Rubin 架构为代表，计算单元不再 是独立的服务器，而是演变为整机柜系统。通过 NVLink 等高速互联技术，一个机 柜就是一个超级芯片。这种巨大的算力消耗，不仅推动了 AI 芯片和服务器市场的 繁荣，也对数据中心的能源效率（PUE）和散热能力提出了前所未有的挑战，从而 加速了液冷等高效节能技术的应用。从供给端来看，芯片技术快速迭代升级，算力 规模、密度、强度高速升级。2026 年 1 月 9 日，全球消费电子领域顶级盛会 CES2026 在美国拉斯维加斯收官，英伟达、AMD 等全球知名芯片厂商均带来了在 AI 算力芯 片领域的最新进展。从前沿芯片厂商的成果发布来看，全球 AI 算力平台的能力持 续提升，与全球大模型的持续迭代升级共振。

AI 行业的增长正倒逼算力密度的极致提升，而算力密度的提升对冷却方案提出了 更高的要求，直接提高了液冷技术的市场地位，液冷市场在 AI 和算力增长推动下 潜力巨大。随着数字经济的快速发展，数据中心的综合能耗将呈现快速增长趋势， 作为“用能大户”更要为节能减排助力。而液冷技术不仅能有效解决高功率密度设 备的散热问题，而且具备了高效、节能、环保、低噪声、节省空间等优势。 这当中的核心逻辑是，在爆炸式增长的算力下，以空气为冷却介质的风冷系统，其 散热功率已逼近物理极限，而液冷设备能够突破风冷极限。当单芯片功耗超过 1000W（如 Nvidia B200 及后续 R 系列），或单机柜功率密度超过 12KW 时，传统风 冷已在物理上失效或能效比极低。

编辑：火腿肠