数据中心液冷

一场由AI算力驱动的散热革命

北京价值前沿科技有限公司 AI投研agent:“价小前投研” 呈现

核心投研 Insight

0. 核心观点摘要

数据中心液冷正经历从前沿探索到产业标配的“范式转移”,其核心驱动力源于 AI算力需求暴增所带来的物理散热极限,并由全球性的“PUE”能效政策强力催化。当前,行业正处于 渗透率加速提升的爆发前期,投资逻辑已从对概念的认知转向对产业链核心环节 订单落地、技术壁垒及出海能力的验证,未来潜力巨大,但短期内也面临技术标准、供应链成熟度和改造成本的挑战。

1. 概念的核心逻辑与市场认知分析

核心驱动力:

  • 物理定律的“天花板”: 随着芯片功率密度飙升(NVIDIA B200功耗 >1000W),热流密度远超空气导热上限。液体导热能力是空气的15-25倍,成为解决高密度散热的唯一可行路径。
  • 政策法规的“硬约束”: 中国对新建大型数据中心PUE要求已下探至1.3以下。风冷PUE最优约1.3,而液冷可轻松实现1.2以下(浸没式可达1.04),成为合规建设的必然选择。
  • 全生命周期成本(TCO)的“经济账”: 液冷可节省30%-42%的能耗。对于30kW以上机柜,冷板式液冷TCO已具优势;浸没式液冷在2-4.5年内可通过电费节省回本。

预期差分析:

  • “普涨”与“分化”的预期差: 市场可能高估外围环节。产业链价值量高度集中在 CDU(冷却分配单元)冷板(合计占50%-70%),及技术壁垒高的冷却液和快换接头。部分泵阀、管路企业短期业绩弹性远不及市场预期。
  • “技术成熟”与“核心瓶颈”的预期差: 国产CDU在应对AIDC 毫秒级负载波动 的控制逻辑上与海外存在差距,是高端市场被“卡脖子”的潜在风险点。
  • “全面替代”与“场景分化”的预期差: 市场可能高估浸没式放量速度。冷板式液冷(市占率>90%) 凭借成熟度、低改造难度,在未来3-5年内仍是绝对主流。
  • “国内市场”与“出海机遇”的预期差: 海外供给不足为国内企业切入谷歌、Meta等供应链打开窗口期,这部分海外增量市场可能是当前市场模型未充分计入的潜在上行空间。

2. 关键催化剂与未来发展路径

近期催化剂 (未来3-6个月):

  • NVIDIA GB200/NVL72规模出货,直接转化为液冷系统订单。
  • 头部云厂商(微软、谷歌)明确后续数据中心100%采用液冷。
  • 国内液冷相关统一标准出台,加速产业规模化。
  • 国内头部厂商公告获得海外超大规模数据中心批量订单。

长期发展路径:

  • 第一阶段 (2024-2025): 渗透率爆发期。冷板式为主力,在新AI智算中心快速渗透。
  • 第二阶段 (2025-2027): 技术深化与格局分化期。浸没式开始规模化,技术壁垒成为核心差异点,国产冷却液替代进入兑现期。
  • 第三阶段 (2028+): 成熟与创新期。液冷成为标配,技术演进转向热量回收、相变冷却等前沿技术。

3. 投资启示与价值环节

“数据中心液冷”已进入由基本面驱动的产业爆发阶段,增长确定性高。当前正处于从“0到1”向“1到N”过渡的关键时期,行业格局未定,为具备核心技术和客户优势的企业提供了巨大的成长机遇。

最具投资价值的细分环节:

  • 解决方案集成层 (Total Solution Provider): 具备CDU、冷板等全链条产品能力的企业护城河最深,如 英维克
  • 核心高价值零部件 (Key Components): 技术壁垒高的 CDU 和受益于国产替代的 含氟冷却液 (如巨化股份)。
  • 绑定巨头的服务器厂商 (Server Vendors): 直接受益于下游服务器采购液冷化趋势,如 浪潮信息

市场规模与预测

机构普遍预测2025年为液冷爆发元年,市场空间将在未来数年内实现数倍增长。

技术方案深度解析

冷板式液冷 (主流方案)

通过液冷板将热量间接传递给冷却液,技术成熟度高,改造成本低,是当前市场绝对主流 (市占率 >90%)。与浸没式相比,系统安全性更高。

核心组件: Cold Plate (冷板), CDU, 快换接头, Manifold

价值量占比: CDU和冷板合计占 50%-70%

单W造价:3-5元/W

浸没式液冷 (未来方向)

将发热器件完全浸没在绝缘冷却液中,散热效率最高 (PUE可低至1.04),节能效果更优,支持超高功率密度机柜 (200kW+)。

冷却液: 氟化液、碳氢及有机硅类冷却液

挑战: 初期投资高、维护困难、IT设备兼容性差

市场趋势: 预计2028年占液冷比例提升至 60%

产业链核心环节

上游: 核心零部件与原材料

CDU (英维克/申菱/高澜)、冷板 (飞荣达/银轮)、冷却液 (巨化/新宙邦)、快换接头 (英维克)、泵 (飞龙/大元)

中游: 液冷服务器与解决方案集成

液冷服务器 (浪潮信息/中科曙光)、解决方案 (曙光数创/英维克/华为/阿里)

下游: 数据中心运营商与最终用户

云厂商 (阿里/腾讯/字节)、运营商 (移动/电信/联通)、金融、科研

多维数据摘要

市场趋势与驱动因素 (新闻 & 研报)
  • AI驱动需求爆发: AI数据中心需求井喷,预计2028年全球装机容量增长超10倍。高密度算力使液冷成为必然选择。
  • 物理散热极限: 芯片功率密度持续提升,风冷已无法满足散热需求。液冷冷却能力较风冷高1000~3000倍。
  • 能耗与PUE政策: 冷却系统占数据中心总能耗约38%。液冷技术是降低PUE值(政策要求<1.3)的关键。
  • TCO经济性: 冷板式液冷初始成本已低于风冷;浸没式液冷运行4.5年后TCO将低于风冷。
  • 产业共识: 华为、英伟达等行业巨头明确液冷为未来方向。运营商规划2025年超50%新建项目采用液冷。
核心公司动态 (路演 & 新闻)
  • 英维克(002837): 全链条覆盖(冷板/CDU/快接头),国内唯一与NVIDIA有直接订单合作的设备商,出海确定性高。
  • 曙光数创(920808): 液冷基础设施市场份额连续3年第一(~61%),浸没式液冷技术国内唯一规模化部署厂商。
  • 申菱环境(301018): 深度合作华为,聚焦机房侧CDU等核心设备,液冷营收高速增长。
  • 高澜股份(300499): 深度绑定字节跳动出海项目,在东南亚市占率达35%,液冷业务占比超85%。
  • 浪潮信息(000977): 践行"All in液冷"战略,液冷服务器中国市场份额第一,建成亚洲最大液冷研发生产基地。
  • 巨化股份(600160): 含氟冷却液龙头,受益于3M退出PFAS生产带来的巨大国产替代窗口,一期1000t PFPE已投产。
挑战与风险提示
  • 技术风险: 国产CDU核心控制技术仍落后,标准尚未统一阻碍规模化,浸没式液冷运营难题待解。
  • 商业化风险: 旧数据中心改造成本高、难度大,渗透速度可能不及预期;供应链瓶颈可能导致“有订单,难交付”。
  • 竞争风险: 市场前景吸引大量新玩家入场,可能引发价格战,侵蚀行业利润率。
  • 需求风险: AI发展、数据中心建设进度不及预期,可能导致下游算力需求放缓。

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