液冷 (Liquid Cooling)

AI算力革命的物理基石

[ 核心观点摘要 ]

液冷正处在从“0到1”的概念导入期向“1到10”的商业化放量期过渡的关键节点。其核心驱动力源于AI算力需求激增所带来的芯片功耗“物理瓶颈”,叠加全球对数据中心能效(PUE)的政策约束,共同构成了该赛道长期且确定的高增长逻辑。未来,随着技术路线的演进和供应链格局的重塑,液冷市场的价值将从系统集成向下游核心零部件和上游关键材料扩散,潜力巨大。液冷已从主题炒作阶段,正式进入基本面驱动阶段,市场的关注点将从“是否采用液冷”转向“谁的订单最先兑现、谁的技术路线能胜出”。

[ 概念事件与核心催化 ]

背景:算力功耗的物理极限

AI大模型训练与推理需求导致芯片功耗指数级增长。英伟达GPU功率从A100的300W飙升至B200的~1200W,远超传统风冷散热上限(~15-20 kW/机柜),而AI服务器机柜功率密度已达120-140kW。液冷从“可选项”转变为“必需品”。

技术引领 (2023-2024)

英伟达GB200 NVL72明确采用全液冷机架级解决方案,并预示未来产品全面转向液冷,为技术路线提供最强产业背书。

产业放量元年 (预计2025)

被业界定义为“液冷放量之年”,GB200/300系列将大规模出货,渗透率进入“1到10”的突破期。国内三大运营商规划50%以上项目应用液冷。

供应链重塑 (2026-2027)

英伟达Rubin平台或开启液冷模组直采模式,削弱ODM话语权,为具备核心技术与产能的厂商(尤其国内厂商)打开直接供应窗口,迎来“胜宏”时刻。

下一代技术导入 (2027+)

英伟达推动微通道、相变液冷,并可能在Rubin后平台应用浸没式液冷,持续驱动技术迭代和价值量提升。

[ 核心逻辑与市场认知分析 ]

三大核心驱动力

1. 技术刚需 (Physics-driven)

最硬逻辑。AI服务器功率密度已达120-140kW/rack,远超风冷15-20 kW/rack物理极限。未来功耗将达1000kW以上,必须采用浸没式液冷。这是支撑算力增长的必然物理选择

2. 政策强约束 (Policy-driven)

“双碳”目标和数据中心PUE(电源使用效率)严格限制(国家枢纽节点要求PUE<1.2)提供强大政策推力。风冷PUE最优1.3,液冷可轻松降至1.1-1.2以下。

3. 经济性拐点 (TCO-driven)

尽管初始投资(CAPEX)可能较高,但全生命周期总成本(TCO)已具备优势。冷板式液冷TCO已具“绝对优势”,3年周期可节省约6万美元成本,驱动商业客户大规模采纳。

市场规模与价值链

全球市场规模 (2027E)

~858亿 RMB

CAGR (23-27): 106%

中国市场规模 (2027E)

~101亿 RMB

CAGR (23-27): 112%

预期差分析

  • 市场规模的“模糊”乐观: 各数据源预测差异大,对具体规模量化存在不确定性,为预期修正留出空间。
  • 商业模式的“隐形壁垒”: 服务器厂商(浪潮、华为)“捆绑销售”模式毛利高达60%,对第三方厂商构成巨大压力,是商业化路径上的重大不确定性。
  • 技术路线的“非线性”演进: 技术路径可能是多点开花、并行发展(微通道、相变、封装级),而非简单的“冷板->浸没”线性路径,押注单一路径存风险。

[ 产业链与核心公司深度剖析 ]

产业链图谱

上游:原材料与设备

原材料: 博威合金(铜材), 华峰铝业(铝材), 巨化股份(冷却液)
制造设备: 津上机床中国

中游:核心零部件

液冷板: 科创新源, 思泉新材
CDU: 申菱环境, 高澜股份
快接头/管路: 川环科技
电子泵: 飞龙股份

下游:系统集成与应用

解决方案: 英维克, 曙光数创
液冷服务器: 浪潮信息, 中科曙光
数据中心: 润泽科技

核心玩家对比

领导者 (全能型) - 英维克

逻辑最全面,全链条布局,已突破北美大客户(Meta, Google)并进入NV白名单。优势在于综合能力与客户广度,风险在于面临服务器厂商捆绑销售的竞争。

领导者 (技术专精型) - 曙光数创

浸没相变液冷技术龙头,国内唯一规模部署厂商。逻辑纯粹,赌未来技术主流。风险在于浸没式商业化进程不及预期。

追赶者 (核心部件突破) - 飞龙股份

逻辑最纯粹的部件商之一,电子泵已是华为昇腾主供,积极向NV供应链渗透。卡位CDU核心部件价值高,风险在于客户验证周期和竞争格局。

代工/材料供应商 - 科创新源/博威合金

逻辑清晰,直接受益于龙头放量。科创新源获Coolermaster/台达代工资质;博威合金签单供应GB300液冷板铜材。业绩确定性高,弹性可能稍弱。

[ 投资启示与潜在风险 ]

最具投资价值的细分环节

  1. 高价值、高壁垒核心零部件:冷板、CDU、快接头合计占单柜价值量近80%,是产业链利润核心。
  2. 全球竞争力的全栈式解决方案商:已切入北美云巨头和英伟达供应链的公司(如英维克)护城河深厚。
  3. 下一代技术储备厂商:布局相变液冷、浸没式冷却液等前沿技术的公司,拥有高长期期权价值。

潜在风险与挑战

技术风险:技术路线快速迭代,押注单一技术路线的公司面临被颠覆风险。

商业化风险:服务器厂商“自研+捆绑”模式是第三方厂商最大挑战,可能挤压利润空间。

竞争风险:国内厂商积极扩产可能引发价格战,导致毛利率下降。

供应链风险:英伟达采购模式转变加剧不确定性,关键零部件短缺或影响交付。

[ 详细数据支撑 ]

市场趋势与预测
  • 全球市场:预计2027年达858亿人民币,CAGR(23-27)为106%。Meta或上调26年液冷机柜出货量。
  • 中国市场:预计2027年达101亿人民币,CAGR(23-27)为112%。三大运营商规划2025年50%以上项目应用液冷。
  • 核心驱动力:AI芯片功耗提升是刚需(NVIDIA B200约1200W)。NVIDIA、Google、Meta等巨头需求强劲。
  • 渗透率:26-27年有望快速突破50%,部分机型100%标配。交换机升级后也将大规模标配。
关键技术与发展方向
  • 当前主流:冷板式液冷。GB300设计变化导致冷板和快接头数量增加2-3倍。
  • 下一代主流:相变液冷,散热能力倍增,价值量比单向冷板高30-50%。Rubin平台或提前其产业进程。
  • 前沿探索:微通道技术(Rubin或推动)、封装与晶圆级液冷。
产业链、供应链与竞争格局
  • 采购模式变革:NVIDIA从Rubin平台开始或改为直采液冷模组,产品力与产能成核心,利好国内厂商。
  • 竞争格局:台系厂商(Coolermaster、台达)合计份额约80%。国内厂商具备产能、成本、响应速度优势。全球产能紧缺,大陆企业有望享受需求外溢。
  • 价值链拆解 (GB300单柜):总价值约70万RMB。其中冷板(~24万)、CDU(~20万)、快速接头(~16万)、管路(~10万)。
行业趋势与需求驱动
  • 发展阶段:2022-2024为“0到1”,2025年起进入“1到10”规模化应用突破期。
  • 政策驱动:国家要求新建数据中心PUE≤1.25,液冷可降至1.1-1.2以下。存量改造市场超2000亿元。
  • 经济性优势 (TCO):冷板式液冷TCO具备绝对优势。静默式液冷2年内可通过电费节省回本。
  • 供应链机遇:海外产能不足,为国内厂商切入谷歌、Meta、NV供应链打开窗口。
技术路线与价值量
  • 冷板式:未来3-5年主导方案,份额占比65%-90%。
  • 浸没式:试点阶段,核心成本为冷却液(占70-80%)。
  • 价值量 (英伟达机柜):GB200约9.2万美元,GB300升级后约11.4万美元(+24%)。
  • 核心组件:液冷板(价值占比~33%),CDU(价值占比~24%),快插接头(价值占比~10%, GB300用量翻倍)。
竞争格局与商业模式
  • 服务器厂商主导:浪潮、华为等自研液冷方案与服务器绑定销售,毛利率60%以上,第三方厂商介入困难。
  • 运营商推动变革:中国移动等试图制定统一标准以解耦,但进展缓慢。
  • 核心壁垒:系统工程能力、液冷板工艺(良率67%-72%)、客户认证周期(2-3年)。
液冷技术的必要性
  • GPU功率驱动:英伟达B200功耗达1200W,Rubin系列机柜功耗将超1000kW,必须采用浸没式液冷。
  • 厂商引领:英伟达GB200 NVL72采用液冷,使成本和能耗降低25倍。
  • 核心优势:高效散热(水的热容量是空气4000倍)、降低TCO、提升设备性能与寿命(10-30%)。
市场空间与厂商动态
  • 中国液冷服务器市场:预计从2022年10.1亿美元增长至2028年102亿美元(CAGR 47.0%)。
  • 中国液冷数据中心市场:预计2027年市场规模将突破千亿大关。
  • 电信运营商:中国移动2023-2024年智算中心集采中,液冷比例高达87%。
  • 核心厂商:曙光数创(浸没相变龙头),英维克(液冷连接器领先),润泽科技(交付首例整栋纯液冷智算中心)。

[ 核心相关标的 ]

股票名称 股票代码 核心业务/概念 相关信息
英维克002837温控设备/解决方案全链条布局,突破北美大客户,进入NV白名单
曙光数创920808浸没式液冷/服务器浸没相变液冷技术龙头,国内唯一规模部署厂商
高澜股份300499液冷产品/CDU聚焦水冷,支持双路径,客户覆盖字节、阿里、腾讯
申菱环境301018液冷产品/CDU华为深度合作伙伴,聚焦机房侧CDU等设备
飞龙股份002536液冷部件(电子泵)华为昇腾系列主供,已对接英伟达核心供应商
科创新源300731液冷部件(液冷板)已获Coolermaster、台达、富士康代工资质
思泉新材301489散热(液冷板)进入NV冷板白名单(GB200)
川环科技002272液冷部件(管路)管路供应国内链(华为)与海外链(Cooler Master)
飞荣达300602液冷部件/导热材料公司相变液冷技术有应用
中石科技300684液冷部件/导热材料通过富士康间接供应NV冷板的散热模组
同飞股份300990温控厂商/CDU通过台达等代工进入NV链
巨化股份600160冷液材料电子氟化液国产替代厂商
浪潮信息000977液冷服务器服务器厂商主导液冷方案
中科曙光603019液冷服务器服务器厂商主导液冷方案,曙光数创母公司
润泽科技300442液冷产品/机柜已交付行业首例整栋纯液冷智算中心
网宿科技300017液冷产品/温控子公司绿色云图专注静默式液冷技术
强瑞技术301128液冷部件(快接头)液冷快接头技术
腾龙股份603158液冷概念汽车热管理业务,小批量产品间接用于液冷领域
大元泵业603757液冷概念液冷温控业务,目前收入占比较小(0.43%)
淳中科技603516液冷概念参与液冷测试平台等测试环节,未形成收入