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液冷行业梳理-20250930
天风证券·2025-09-30 07:42

行业投资评级 - 行业评级:维持“中性” [3] 报告核心观点 - 数据中心机柜功率密度的持续提升是推动液冷技术发展的核心驱动力,液冷技术凭借其低能耗、高散热效率等优势,成为高功率密度数据中心散热的必然选择 [4][11] - 液冷技术主要分为接触式(浸没式、喷淋式)和非接触式(冷板式),目前单相冷板式液冷因其技术成熟度高、对现有基础设施改动小,是主流应用方案 [4][5][32] - 中国与全球液冷市场均呈现高双位数增长,其中浸没式液冷虽然当前占比低,但预计将实现超高增速,未来市场潜力巨大 [4][36][57] - 3M公司计划在2025年底退出PFAS(包括电子氟化液)生产,为国内相关企业提供了重要的市场替代机遇 [5][65][66] 液冷技术发展驱动力 - 全球数据中心平均单机柜功率已从2017年的5.6KW提升至2023年的12.8KW,超算、智算中心的单机柜功率需要超过30KW [11] - 当单机柜功率密度≥20KW时,便需要采用液冷技术以满足散热需求 [11] - 采用液冷技术的数据中心消耗的能源比风冷设施减少约30%,其PUE(电能使用效率)可低至1.15,远低于风冷的PUE 1.6 [11] 液冷技术优势与成本 - 相较于传统风冷,液冷具有低能耗、高散热、低噪声、低TCO(总拥有成本)等优势 [4][17] - 根据分析,液冷模式在数据中心的成本为11818元/kW,较风冷模式一年平均可以节省电费约183.96万元 [5][17] - 以英伟达GB200NVL72为例,其采用机架式液冷设计,机柜功率约为120kW,高性能芯片如GB300的TDP高达1400W,进一步推动液冷成为“刚需” [17] 液冷技术分类与市场 - 液冷技术分为接触式(浸没式、喷淋式)和非接触式(冷板式) [4][24] - 单相冷板式液冷在当前液冷数据中心的应用占比达90%以上,是主流技术方案 [32] - IDC数据显示,2024年中国液冷服务器市场规模达到23.7亿美元,同比增长67.0%,预计2024-2029年复合增长率将达46.8%,2029年市场规模将达到162亿美元 [4][36] - Omdia数据显示,全球数据中心液冷市场规模将从2023年的10亿美元增长至2028年的约56亿美元,在数据中心冷却市场中的占比将从13%提升至33% [4][36] 主流技术方案:冷板式液冷 - 单相冷板式液冷技术成熟度最高,对通信设备和机房基础设施改动较小,已成为满足芯片高热流密度散热需求的有效方案 [5][52] - 冷板式液冷系统的二次侧冷却液主要包括水基冷却液(如去离子水、乙二醇/丙二醇水溶液)和非水基冷却液(如氟化液) [48][49] - 两相冷板式液冷散热能力更强,可达300W/cm²以上,但技术成熟度较低,产业链尚待完善 [52] 潜力技术方案:浸没式液冷 - 浸没式液冷具有节能(PUE < 1.13)、紧凑(单柜散热量高达160kW)、高可靠、低噪声等优势 [53] - 报告预测,2024-2029年,浸没式液冷服务器市场规模将从1.2亿美元提升至48.6亿美元,年复合增长率高达110% [5][56][57] - 浸没式液冷使用的冷却液通常为氟化液,包括全氟化合物和氢氟化合物两大类 [5][60] - 浸没式液冷对器件选型(需使用固态盘、密封光模块等)和维护(复杂度高、耗时长)提出了新的挑战 [53][54] 氟化液市场与国产替代机遇 - 3M公司宣布将在2025年底退出所有PFAS生产,其在全球半导体冷却液市场的占有率曾达90%,为国内企业创造了替代空间 [5][65][67] - 据不完全统计,目前国内有多家企业布局共计2.35万吨不同种类氟化液产品 [66] - 根据预测,我国氟化液需求量将从2023年的约0.57万吨增长至2026年的约3.08万吨 [66] 报告建议关注的公司 - 报告建议关注在氟化液等冷却液产品有布局的公司,包括:巨化股份、永和股份、新宙邦、华谊集团、八亿时空、润禾材料 [5][70]