液冷行業(yè)已到產(chǎn)業(yè)拐點,千億藍海揚帆啟航
- 來源:申萬宏源
- 發(fā)布時間:2026/07/29
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液冷行業(yè)系列報告一:液冷行業(yè)已到產(chǎn)業(yè)拐點,千億藍海揚帆啟航.pdf
研究目的與核心主題本報告為申萬宏源液冷行業(yè)系列報告首篇,旨在研判液冷行業(yè)是否已到產(chǎn)業(yè)拐點,分析驅(qū)動因素、技術(shù)路線、市場空間及競爭格局,為投資者提供產(chǎn)業(yè)前瞻判斷。核心驅(qū)動因素AI算力爆發(fā)推動GPU芯片功耗從數(shù)百瓦躍升至數(shù)千瓦,傳統(tǒng)風(fēng)冷面臨物理極限;疊加我國數(shù)據(jù)中心PUE政策紅線收緊,液冷從"可選"邁入"必選"。制冷設(shè)備占數(shù)據(jù)中心能耗約40%,降低溫控能耗成為PUE優(yōu)化核心路徑。技術(shù)路線分析冷板式液冷憑借高成熟度與低維護門檻占據(jù)當(dāng)前80%-90%市場份額,率先從試點轉(zhuǎn)向大規(guī)模集采落地,核心價值量在二次側(cè)約占70%。浸沒式液冷散熱能力最強但投入高、運維難,處于規(guī)模化驗證階段,冷卻液占初期成本約60%...
算力爆發(fā)與政策收緊雙輪驅(qū)動,液冷從可選走向必選
隨著AI算力需求持續(xù)擴張,GPU芯片功耗呈現(xiàn)階梯式躍升。以英偉達芯片迭代路徑觀察,從H100到GB300再到Rubin系列,熱設(shè)計功耗(TDP)持續(xù)攀升,對應(yīng)超節(jié)點功率向兆瓦級演進。實驗數(shù)據(jù)表明,當(dāng)芯片功率超過特定閾值時,傳統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)散熱能力即告失效,芯片熱失控風(fēng)險急劇升高,風(fēng)冷散熱面臨物理極限倒逼技術(shù)路線切換。
政策層面,我國《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專項行動計劃》對新建及改擴建大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率(PUE)設(shè)定明確紅線。制冷設(shè)備占數(shù)據(jù)中心能耗比重僅次于IT設(shè)備,降低溫控能耗成為PUE優(yōu)化的核心路徑。液冷技術(shù)憑借顯著散熱節(jié)能優(yōu)勢,在政策紅線與經(jīng)濟效益雙重作用下,正從"可選"方案邁入"必選"階段。
三大技術(shù)路徑分化,冷板式率先規(guī)模化落地
當(dāng)前液冷技術(shù)形成冷板式、浸沒式、噴淋式三大主流路徑。冷板式液冷憑借存量機房改造適配性強、運維門檻低、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度高等優(yōu)勢,占據(jù)現(xiàn)階段主流市場份額,市場占比約八成至九成,尤其適合現(xiàn)有算力中心機房的風(fēng)冷替換改造。其核心價值量集中于二次側(cè),CDU冷卻液分配單元、Manifold及快速接頭、管路閥件等合計占比約七成。
浸沒式液冷散熱能力更強、PUE表現(xiàn)最優(yōu),但設(shè)備與機房需專項改造,冷卻液采購成本高昂,目前更多處于高密度場景示范應(yīng)用和規(guī)模化驗證階段。其初期成本中冷卻液占比約六成,且為需長期復(fù)購的耗材。噴淋式液冷冷卻液用量少、占用空間小,但技術(shù)成熟度偏低,噴嘴易堵塞,暫無法大規(guī)模商用。
前沿技術(shù)多點突破,芯片級精準冷卻成演進方向
液冷技術(shù)正從系統(tǒng)散熱向芯片直冷持續(xù)迭代。微通道冷板(MLCP)通過微米級通道設(shè)計提升熱交換效率,換熱系數(shù)達傳統(tǒng)液冷數(shù)倍,英偉達已將其作為芯片級散熱押注方向,但量產(chǎn)仍面臨加工精度、成本控制、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同及基建標準等多重挑戰(zhàn)。微軟發(fā)布的微流體冷卻技術(shù)直接在硅芯片背面蝕刻微米級溝槽,使冷卻液流經(jīng)芯片核心區(qū)域,實驗室測試顯示散熱性能最高可比冷板提升數(shù)倍,GPU芯片內(nèi)部最高溫升顯著降低。
配套設(shè)施領(lǐng)域,磁懸浮制冷憑借無摩擦、高效節(jié)能特性大幅提升制冷系統(tǒng)可靠性,目前競爭格局呈"一超多強"態(tài)勢,國際巨頭壟斷核心壓縮機市場,國內(nèi)大廠正依托性價比和本土化服務(wù)逐步推進國產(chǎn)替代。英偉達推崇的高溫液冷方案將冷卻液溫度提升至45°C,通過"高溫液冷"反而大幅降低制冷能耗與用水量,但散熱壓力向機柜內(nèi)轉(zhuǎn)移,對CDU、密封接頭可靠性標準提出更高要求,長期穩(wěn)定性仍待實測驗證。
市場空間測算:千億級賽道進入爆發(fā)期
基于AI服務(wù)器出貨量、平均功率、液冷滲透率、技術(shù)路線占比及產(chǎn)品價格等核心假設(shè),液冷賽道呈現(xiàn)"長坡厚雪"特征。測算顯示,AI服務(wù)器液冷市場空間有望在2026年突破千億規(guī)模,2028年進一步擴張至更高量級。其中冷板式液冷因先發(fā)優(yōu)勢占據(jù)主要份額,浸沒式液冷隨成本下降與技術(shù)成熟逐年提升滲透率。
需求端驅(qū)動因素明確:英偉達GB系列確立液冷標配地位,頭部OEM/ODM供應(yīng)商已鎖定全液冷方案;谷歌、AWS、Meta等海外云巨頭加速布局自研ASIC芯片,同步引入液冷方案應(yīng)對高功耗特性,為液冷需求開辟新增量。
全球格局與國產(chǎn)替代路徑
當(dāng)前全球液冷市場呈現(xiàn)"中國臺灣/海外先發(fā)領(lǐng)跑,大陸廠商加速追趕"態(tài)勢。中國臺灣企業(yè)及美國廠商憑借先發(fā)優(yōu)勢把持高端市場,在英偉達柜內(nèi)液冷市場占據(jù)過半份額;歐美企業(yè)領(lǐng)跑浸沒液冷賽道。中國大陸企業(yè)在冷板領(lǐng)域已具備全球競爭優(yōu)勢,單相冷板全球銷售額占比領(lǐng)先。
大陸廠商切入全球算力液冷鏈主要依托三種差異化路徑:一是沖擊NV鏈,切入英偉達供應(yīng)鏈體系,但認證嚴苛、地緣風(fēng)險高,當(dāng)前訂單多集中于低附加值環(huán)節(jié);二是借道ASIC鏈,谷歌等云廠商供應(yīng)鏈未固化,大陸企業(yè)已有供貨或認證落地,且ASIC芯片成本更低,客戶更看重液冷性價比;三是以代工形式切入,為海外或中國臺灣集成商代工是快速入局高端市場的捷徑,臺企降本需求下外包制造意愿提升。
產(chǎn)業(yè)鏈價值分布與核心競爭要素
液冷產(chǎn)業(yè)鏈上游決定系統(tǒng)性能上限,中游負責(zé)技術(shù)集成與方案落地,下游拉動規(guī)模化需求。上游冷板、CDU、快接頭、冷卻液等環(huán)節(jié)平均毛利率可觀,部分技術(shù)壁壘高的環(huán)節(jié)可達更高水平,當(dāng)前格局為國際巨頭主導(dǎo)高端市場,國產(chǎn)企業(yè)加速突破。中游頭部企業(yè)主導(dǎo),國產(chǎn)替代加快,未來向一體化方案、智能集成方向演進。
生態(tài)卡位、技術(shù)壁壘與制造優(yōu)勢已成為決定廠商能否突圍的三大核心要素。液冷行業(yè)認證壁壘深厚,英偉達等大廠供應(yīng)鏈粘性強、替換成本高,搶先通過認證即可鎖定長期訂單。微通道蝕刻等高端工藝門檻高,僅頭部企業(yè)可適配超高功率芯片散熱需求。行業(yè)規(guī)模化進程加速背景下,成本管控、高良率、快速交付與柔性產(chǎn)能形成新的競爭門檻。
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