迎GPU散熱挑戰(zhàn)，千億液冷賽道爆發(fā)

當(dāng)全球人工智能競(jìng)賽與數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮以前所未有的速度奔涌，算力，作為其最核心的引擎，正經(jīng)歷著一場(chǎng)靜默而深刻的革命。AI 大模型讓 GPU 功耗一路狂飆，從300W、500W到1000W+，最新架構(gòu)甚至逼近2300W。傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱已經(jīng)接近物理極限，液冷迅速從小眾走向主流，加速進(jìn)入“千億元元年”。

最新深度報(bào)告顯示，隨著 NVL 和 ASIC 服務(wù)器全面轉(zhuǎn)向液冷，2026 年液冷市場(chǎng)空間將突破 1000 億元，產(chǎn)業(yè)鏈正迎來黃金三年。

風(fēng)冷觸及天花板，液冷從“備選”變?yōu)椤氨剡x”

液冷是一種采用液體帶走發(fā)熱器件熱量的散熱技術(shù)，通過冷卻液體替代傳統(tǒng)空氣散熱，充分利用了液體的高導(dǎo)熱、高熱容特性替代空氣作為散熱介質(zhì)，同傳統(tǒng)強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱對(duì)比，液冷具有低能耗、高散熱、低噪聲、低 TCO等優(yōu)勢(shì)，適用于需提高計(jì)算能力、能源效率、部署密度等應(yīng)用場(chǎng)景，已成為一種新型制冷解決方案，是解決數(shù)據(jù)中心散熱壓力和節(jié)能挑戰(zhàn)的必由之路。

液冷系統(tǒng)通用架構(gòu)原理圖

液冷技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì):

（1）低能耗：液冷散熱技術(shù)傳熱路徑短、換熱效率高、制冷能效高的特點(diǎn)促成液冷技術(shù)低能耗優(yōu)勢(shì)。

（2）高散熱：以2MW機(jī)房為例，相同單位下，液冷散熱能力是風(fēng)冷的4-9倍。液冷系統(tǒng)常用介質(zhì)有去離子水、醇基溶液、氟碳類工質(zhì)、礦物油/硅油等，這些液體的載熱能力、導(dǎo)熱能力和強(qiáng)化對(duì)流換熱系數(shù)均遠(yuǎn)大于空氣；液冷技術(shù)下，單板、整柜、機(jī)房整體送風(fēng)需求量大幅降低，允許高功率密度設(shè)備部署;同時(shí)，單位空間ICT設(shè)備布置數(shù)量上升，提高數(shù)據(jù)中心空間利用率。

（3）低噪聲：液冷散熱技術(shù)利用泵驅(qū)動(dòng)冷卻介質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)并進(jìn)行散熱，解決發(fā)熱/高功率器件散熱問題:能降低冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或者采用無風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)，從而具備極佳的降噪效果。

（4）低TCO：TCO(TotalCostofOwnership，即全生命周期成本)，液冷技術(shù)具有極佳的節(jié)能效果，液冷數(shù)據(jù)中心PUE可降至1.2以下，每年可節(jié)省大量電費(fèi)，能夠極大的降低數(shù)據(jù)中心運(yùn)行成本。

根據(jù)冷卻液是否與熱器件接觸，液冷技術(shù)可分為直接接觸式和間接接觸式兩種。直接接觸式是指將冷卻液體與發(fā)熱器件直接接觸散熱，包括單相浸沒式液冷、兩相浸沒式液冷、噴淋式液冷；間接接觸式是指冷卻液體不與發(fā)熱器件直接接觸，通過散熱器間接散熱，包括單相冷板式液冷、兩相冷板式液冷。其中，冷板式液冷采用微通道強(qiáng)化換熱技術(shù)具有極高的散熱性能，目前行業(yè)成熟度最高；而浸沒式和噴淋式液冷實(shí)現(xiàn)了 100% 液體冷卻，具有更優(yōu)的節(jié)能效果。

液冷技術(shù)分類與對(duì)比

液冷價(jià)值量隨芯片升級(jí)而快速提升

根據(jù)高盛與 IDC 等機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2024 年全球液冷市場(chǎng)規(guī)模約 65 億美元，2027 年將突破 176 億美元（約1252億人民幣），2024-2027 年復(fù)合增長(zhǎng)率超 50%；若拉長(zhǎng)周期至 2030 年，全球液冷組件市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá) 250 億美元（約1700億人民幣），系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模或?qū)⑼黄?500 億美元（約3500億人民幣），增長(zhǎng)動(dòng)力完全由AI 算力需求主導(dǎo)。

全球科技巨頭已全面押注：

NVIDIA：GB200及以上更高級(jí)機(jī)柜系列全面采用液冷。

Google：TPU v7+ 系列全面轉(zhuǎn)向液冷方案。

Meta/Amazon：其自研AI芯片MTIA v2及Trainium3以上方案，均全面運(yùn)用液冷散熱。

這標(biāo)志著液冷已成為全球頂尖AI算力基礎(chǔ)設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)配置。

國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈全面動(dòng)員，從“部件”到“系統(tǒng)”的集體躍遷

面對(duì)天降機(jī)遇，中國(guó)供應(yīng)鏈企業(yè)展現(xiàn)出敏銳的嗅覺與快速的行動(dòng)力。其入局并非單點(diǎn)突破，而是覆蓋材料、部件、模塊、集成全鏈條的體系化進(jìn)軍。液冷產(chǎn)業(yè)鏈圍繞兩個(gè)核心系統(tǒng)展開：

一次側(cè)（機(jī)房側(cè)）：主要包括冷水機(jī)組、冷卻塔、大循環(huán)泵、水處理等，占系統(tǒng)價(jià)值的約 30%。

二次側(cè)（機(jī)柜側(cè)）：包括 CDU（液體分配單元）、冷板、Manifold、快速接頭、管路、監(jiān)控系統(tǒng)等，占價(jià)值量約 70%。

整套液冷系統(tǒng)最終通過整機(jī)ODM（如廣達(dá)、緯創(chuàng)）或解決方案商（如英維克、Vertiv）完成交付。

CDU(冷卻液分配單元)：液冷系統(tǒng)的心臟

核心部件：包括板式換熱器，二次側(cè)冗余泵組(定/變頻)，膨脹/儲(chǔ)液罐、過濾器/去離子組件、旁通回路、閥組、泄壓與補(bǔ)液、傳感器與控制器、漏液檢測(cè)等。CDU核心作用：能夠安全、精準(zhǔn)、高效地將冷卻液輸送到服務(wù)器芯片，并回收熱量。

核心參與廠商:包括英維克、中科曙光、高瀾股份、申菱環(huán)境、依米康、Vertiv、DeltaElectronics、CoolITSystems、Schneider Electric等。

CDU結(jié)構(gòu)示意圖

液冷板：液冷系統(tǒng)核心部件

液冷板的核心原理是冷卻液不與服務(wù)器內(nèi)的電子元器件直接接觸，而是將內(nèi)部有微小流道的密封金屬板(即“冷板”)緊密貼合在CPU、GPU等主要發(fā)熱部件上。冷卻液在這些冷板內(nèi)部循環(huán)流動(dòng)，高效地“吸走芯片產(chǎn)生的熱量。核心材質(zhì)：銅冷板和鋁冷板，配套管路采用EPDM、FEP、PTFE軟管或銅管，銅鋁復(fù)合板滲透率提升液冷板核心壁壘：主要在于內(nèi)部微通道的設(shè)計(jì)以及焊接的工藝。

核心參與廠商：英維克、飛榮達(dá)、寶德、邁泰熱傳、臺(tái)達(dá)、精研科技、同飛股份、中航光電、雙鴻科技、奇鋐科技等。

Manifold & 快接頭：液冷系統(tǒng)核心部件

快接頭能夠使得服務(wù)器等IT設(shè)備的在線熱插拔和快速維護(hù)成為可能；Manifold能夠確保CDU輸送來的冷卻液能夠均勻、穩(wěn)定地分配到機(jī)柜內(nèi)的每一臺(tái)服務(wù)器或每一塊冷板上。

快接頭&Manifold核心壁壘：快接頭核心壁壘在于可靠性，在連接或斷開的瞬間，接頭內(nèi)部的閥門能夠精確同步地開啟或關(guān)閉，防止任何冷卻液泄漏；Manifold核心壁壘在于必須能夠精確平衡各支路的流阻，避免因流量分配不均而導(dǎo)致的局部過熱(熱點(diǎn))或欠流現(xiàn)象。

核心參與廠商：快接頭：Staubli、Parker、中航光電、永貴電器、英維克、川環(huán)科技、比赫電氣等；Manifold：雙鴻科技、奇鉅科技、臺(tái)達(dá)、高力、英維克、申菱環(huán)境、中航光電、東陽光等。

英偉達(dá)GB200/300冷板式液冷系統(tǒng)供應(yīng)商情況

目前，國(guó)內(nèi)頭部企業(yè)已不滿足于單一部件，正向全棧液冷解決方案供應(yīng)商邁進(jìn)，深度參與NVIDIA GB200等前沿系統(tǒng)的供應(yīng)鏈，實(shí)現(xiàn)了從“跟隨”到“并跑”的質(zhì)變。

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