英伟达液冷技术革新

AI算力需求爆发推动芯片功耗飙升,液冷成为唯一选择

概念事件

背景:AI算力需求爆发推动芯片功耗飙升,英伟达GPU从H100(700W)到B100(1000W)再到GB200(2700W),单机柜功率密度突破143kW(GB200 NVL72),传统风冷散热效率(0.3W/cm²)已无法满足需求,液冷成为唯一选择。

催化事件

  • 2024年3月GTC大会:英伟达首次发布GB200 NVL72液冷系统,明确液冷为AI基础设施标配(黄仁勋原话)。
  • 2025年3月GB300升级:冷板设计从"大面积覆盖"改为单芯片独立液冷板,快接头数量从GB200的126对增至252对(NVL72系统),单颗快接头价格从70-80美元降至40-50美元(UQD03型号)。
  • 政策强制:中国2025年新建数据中心PUE≤1.3,单机柜>30kW强制液冷(工信部《行动计划》)。

时间轴

2022年:英伟达推出首款液冷GPU(A100)。
2024年Q2:GB200量产,液冷渗透率从<10%跃升至30%+。
2025年:GB300全面导入液冷,Blackwell占英伟达高阶GPU出货80%(TrendForce预测)。

核心观点摘要

阶段判断:液冷已从"主题炒作"进入产业爆发期(2024-2025年为渗透率拐点),由英伟达技术迭代+政策强制双轮驱动。

核心驱动力:芯片功耗指数级增长(1000W→2700W)倒逼散热技术革命,液冷是唯一可解路径。

未来潜力:2025年全球液冷市场规模超500亿元(中信证券预测),中国供应链占比有望达30%+(冷板/快接头/管路环节)。

概念的核心逻辑与市场认知分析

核心驱动力

技术刚性:单机柜功率>15kW时风冷失效,GB200 NVL72实测143kW(中金测算),液冷是唯一选择。

成本拐点:液冷方案PUE从1.6降至1.15(英伟达数据),5000机柜集群年省电费2-3亿元。

政策强制:中国2025年新建数据中心50%液冷(三大运营商白皮书),美国能源部COOLERCHIPS计划资助英伟达500万美元研发混合液冷。

市场热度与情绪

研报密度:2024年3月后液冷研报数量激增(中信证券/中金/国盛等头部券商全覆盖)。

情绪分化

  • 乐观派:认为GB300快接头降价(-40%)将加速普及(CoolerMaster份额70%+)。
  • 谨慎派:担忧小型化UQD03漏液风险(川环科技提到"塑料件漏液问题未解决")。

预期差分析

市场忽略点

  • Switch tray液冷化:当前仅主芯片水冷,未来光模块/连接器均需液冷(成本再增30%)。
  • 国产替代:GB300供应链中CoolerMaster主导,但AVC/立敏达验证进度落后,存在份额再分配可能。

关键催化剂与未来发展路径

近期催化剂(3-6个月)

GB300量产验证:2025年Q2台积电CoWoS产能释放(2.6万片/月),快接头良率决定交付节奏。

政策落地:中国"东数西算"二期项目招标,液冷占比强制≥50%(运营商集采启动)。

技术突破:英伟达Rubin架构或转向浸没式液冷(广发通信路演提及)。

长期路径

2024-2025:冷板式液冷主导(渗透率30%→50%)。
2026-2027:浸没式液冷商业化(需解决冷却液兼容性)。
2028+:芯片级液冷(3D封装+微流道散热)。

产业链与核心公司深度剖析

产业链图谱

上游

快接头(CoolerMaster/CPC)、冷却液(3M/巨化股份)、管路(川环科技)

中游

冷板(飞荣达/银轮股份)、CDU(英维克/高澜股份)

下游

服务器(浪潮/紫光股份)、IDC(润泽科技/奥飞数据)

核心玩家对比

公司 环节 优势 风险
CoolerMaster 快接头 GB300首批量产,份额70%+ 过度依赖英伟达单一客户
川环科技 管路 华为+英伟达双认证,单机柜价值10万元 塑料件漏液技术未完全解决
英维克 CDU 全链条布局,绑定阿里/腾讯 浸没式液冷验证周期长
曙光数创 浸没式 国内唯一规模化量产(C8000系列) 客户集中度高(互联网大厂)

验证与证伪

印证:GB200 NVL72实测143kW功耗(中金路演),液冷为唯一解。

矛盾:西部证券称B100推迟因"散热问题",但英伟达CEO否认"过热"(2024年11月),需跟踪工程机测试数据。

潜在风险与挑战

技术瓶颈:UQD03小型化后漏液概率↑(密封件公差要求<0.01mm)。

商业化风险:液冷方案成本为风冷1.5倍(中信证券数据),中小客户接受度待验证。

政策风险:美国对华H20出口限制或导致GB300中国特供版延迟(2025年H20出货50万片计划)。

信息矛盾:西部证券称B100散热需3个月解决,但英伟达路演表示"无过热问题"——需核实测试环境差异。

综合结论与投资启示

阶段判断:基本面驱动初期(2024年订单落地),2025年进入渗透率加速期。

高价值环节

1. 快接头(技术壁垒高+降价放量):关注CoolerMaster供应链(立敏达潜在替代)。

2. 管路(耗材属性+国产替代):川环科技(单机柜管路价值量500元×198个接头=10万元)。

3. CDU(系统级门槛):英维克(绑定头部云厂商)。

关键跟踪指标

GB300快接头良率(CoolerMaster Q2验证数据)。
国内IDC液冷招标占比(2025年运营商集采≥50%)。
英伟达液冷服务器出货量(2025年目标5万台对应50亿元快接头市场)。

一句话总结:液冷不是"可选",而是AI算力跨越1000W→3000W功耗鸿沟的生死线,2025年将是供应链订单与份额的决胜年。

关联股票数据

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