芯耀
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作者：MIR睿工業(yè)
隨著可持續(xù)發(fā)展要求的日益嚴(yán)格以及AI算力功耗的不斷攀升，數(shù)據(jù)中心冷卻領(lǐng)域（制冷系統(tǒng)）正迎來(lái)迅猛的發(fā)展態(tài)勢(shì)，并展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。
AI產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?/p>
信息來(lái)源：MIR DATABANK
機(jī)房空調(diào)是數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的重要組成設(shè)備。當(dāng)前，機(jī)房空調(diào)主要有以空氣為介質(zhì)進(jìn)行散熱的精密空調(diào)和以液體為介質(zhì)的液冷技術(shù)。其中精密空調(diào)是目前普遍應(yīng)用的散熱技術(shù)，但在AI集群、高性能計(jì)算（HPC）集群等散熱密度較高的場(chǎng)景下，液冷技術(shù)優(yōu)勢(shì)盡顯，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心液冷時(shí)代加速到來(lái)。
01 精密空調(diào)：存量市場(chǎng)的絕對(duì)主力與智能化突圍
當(dāng)業(yè)界熱議液冷時(shí)，一個(gè)被忽略的事實(shí)是：當(dāng)前機(jī)房空調(diào)制冷市場(chǎng)中，精密空調(diào)制冷仍占據(jù)超80%的份額，液冷技術(shù)的應(yīng)用還比較少。截至2025年初，全國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)架總量已突破800萬(wàn)架，主要是中低密度機(jī)柜。在這些場(chǎng)景下，精密空調(diào)憑借其技術(shù)成熟度高、維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)便且初始成本較低的優(yōu)勢(shì)，依然是用戶(hù)的首選。
根據(jù)MIR DATABANK最新數(shù)據(jù)顯示，2024年中國(guó)數(shù)據(jù)中心精密空調(diào)市場(chǎng)規(guī)模處于快速增長(zhǎng)狀態(tài)，整體市場(chǎng)規(guī)模已超50億元，同比增速達(dá)29%。未來(lái)中國(guó)新建數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模的增加，使得短期內(nèi)（3-5年）精密空調(diào)的市場(chǎng)規(guī)模仍將保持增長(zhǎng)趨勢(shì)；而從長(zhǎng)期來(lái)看（5-10年后），隨著液冷技術(shù)的逐漸成熟和廣泛應(yīng)用，液冷技術(shù)將逐步擠壓精密空調(diào)的市場(chǎng)份額。
2020-2028E中國(guó)數(shù)據(jù)中心精密空調(diào)市場(chǎng)規(guī)模
信息來(lái)源：MIR DATABANK
日益嚴(yán)苛的“雙碳”政策，正形成強(qiáng)大的倒逼壓力。例如，上海已明確要求到2025年，新建智算中心的液冷機(jī)柜占比需超過(guò)50%，同時(shí)存量數(shù)據(jù)中心的PUE值必須壓降至1.4以下進(jìn)行改造。發(fā)改委更是劃定了硬性紅線：要求到2025年底，新建及改擴(kuò)建大型和超大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率降至1.25以?xún)?nèi)，國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目電能利用效率不得高于1.2。這對(duì)傳統(tǒng)精密空調(diào)系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，因?yàn)槠洚?dāng)前的PUE普遍在1.4-1.65之間，距離政策要求存在顯著差距。
*?PUE（Power Usage Effectiveness）是數(shù)據(jù)中心電能利用效率的指標(biāo)，定義為數(shù)據(jù)中心總能耗與IT設(shè)備能耗的比值?，用于評(píng)估數(shù)據(jù)中心的能源效率，其值越接近1代表能效水平越高。
面對(duì)能效提升的迫切需求，傳統(tǒng)精密空調(diào)正積極擁抱智能化，迎來(lái)技術(shù)升級(jí)。
- 維諦技術(shù)：“AI +綜合節(jié)能改造” 通過(guò)硬件升級(jí)與AI智能調(diào)控提升熱管理系統(tǒng)效率。硬件改造優(yōu)化氣流、增強(qiáng)自然冷利用；AI系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)并持續(xù)優(yōu)化策略。二者結(jié)合可實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳，將數(shù)據(jù)中心PUE從1.8降至1.3以下。
- 英維克：針對(duì)中小型精密機(jī)房，英維克推出iPower系列精密空調(diào)，搭載AI節(jié)能算法，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫濕度、設(shè)備負(fù)載數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)頻率與風(fēng)量，全年平均節(jié)能率達(dá)15%。在某互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)邊緣機(jī)房實(shí)測(cè)中，該產(chǎn)品使PUE值從1.8降至1.3，年節(jié)省電費(fèi)超30萬(wàn)元。
- 施耐德電氣：SmartCool末端空調(diào)節(jié)能解決方案，基于AI的機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）技術(shù)創(chuàng)新融合，可以讓空調(diào)末端基于IT負(fù)載實(shí)時(shí)需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)制冷輸出，從而大幅提升數(shù)據(jù)中心制冷能效，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，減少對(duì)環(huán)境的影響，大連銀行實(shí)測(cè)末端空調(diào)節(jié)電31%，且改造無(wú)需業(yè)務(wù)中斷。
02 液冷技術(shù)的主流——冷板式液冷
人工智能大潮之下，液冷數(shù)據(jù)中心正迎來(lái)爆發(fā)。英偉達(dá)創(chuàng)始人黃仁勛近期就表示，液冷技術(shù)將成為AI算力的下一個(gè)趨勢(shì)性領(lǐng)域。
中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信2023年聯(lián)合發(fā)布的《電信運(yùn)營(yíng)商液冷技術(shù)白皮書(shū)》提出未來(lái)三年液冷應(yīng)用的愿景：2023年技術(shù)驗(yàn)證，2024年新建項(xiàng)目10%規(guī)模測(cè)試，2025年及以后開(kāi)展液冷規(guī)模應(yīng)用，50%以上項(xiàng)目應(yīng)用液冷技術(shù)。
信息來(lái)源：電信運(yùn)營(yíng)商液冷技術(shù)白皮書(shū)，MIR 睿工業(yè)整理
液冷有浸入式、冷板式等多種技術(shù)路線。浸沒(méi)式液冷往往需要對(duì)IT設(shè)備進(jìn)行定制化改造和設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)房現(xiàn)有IT基礎(chǔ)設(shè)施改造幅度較大，技術(shù)難度較高?而冷板式液冷技術(shù)對(duì)服務(wù)器的改造幅度也相對(duì)較小，且安全性較高?
冷板式是應(yīng)用最早、普及率最高的液冷制冷方式，其可操作性和市場(chǎng)的成熟度也相對(duì)較高。目前冷板式液冷已廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、高性能計(jì)算等領(lǐng)域，占據(jù)了當(dāng)前液冷市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。例如，IBM的SuperMUC超算中心就采用了冷板式液冷技術(shù)。
MIR 睿工業(yè)認(rèn)為液冷（以冷板式為主）未來(lái)將擠占精密空調(diào)市場(chǎng)份額的原因主要有三個(gè)：
一是隨著AI算力的不斷提升，AI芯片的TDP（熱設(shè)計(jì)功耗）也在增加，這使得對(duì)散熱技術(shù)的要求越來(lái)越高。目前，AI芯片的散熱要求已經(jīng)接近風(fēng)冷散熱的上限。為了跟上AI芯片的發(fā)展步伐，必須發(fā)展液冷技術(shù)，以支持AI算力的進(jìn)一步提升。
從下圖可以看出，液冷技術(shù)基本都可以滿(mǎn)足PUE（數(shù)據(jù)中心總能耗與 IT 設(shè)備能耗的比值）小于1.2的要求。對(duì)于風(fēng)冷和冷凍水技術(shù)，其最低PUE值通常在1.2及以上；對(duì)于自然冷的技術(shù)，PUE值1.2幾乎接近了其上限。
數(shù)據(jù)來(lái)源：MIR DATABANK，風(fēng)冷包括精密空調(diào)、微模塊和全模塊
二是上述國(guó)家的政策中，對(duì)數(shù)據(jù)中心的PUE值不斷提出更高的要求，傳統(tǒng)的風(fēng)冷、間接蒸發(fā)冷、直接新風(fēng)等散熱技術(shù)逐漸難以滿(mǎn)足新的標(biāo)準(zhǔn)。相比之下，液冷技術(shù)能夠更輕松地實(shí)現(xiàn)降低PUE值的目標(biāo)。
三是在運(yùn)營(yíng)成本方面，液冷技術(shù)（冷板式）的TCO（總擁有成本）低于風(fēng)冷技術(shù)的TCO。
- 在機(jī)電投資方面，冷板液冷每IT kW的投資成本較低，雖然暖通系統(tǒng)會(huì)增加投資，但電氣、裝修和土建方面的費(fèi)用會(huì)相應(yīng)減少；
- 在土建成本方面，液冷數(shù)據(jù)中心的承重要求與風(fēng)冷接近，且雖然土建面積需求更大，但分?jǐn)偟矫縄T kW的成本會(huì)降低；
- 在外電和能評(píng)方面，液冷獲取資源的難度和成本低于風(fēng)冷，且由于風(fēng)冷電費(fèi)較高，其運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)更貴，而冷板式液冷更具經(jīng)濟(jì)性。
03 多方競(jìng)逐液冷賽道
目前，眾多廠商正在液冷技術(shù)領(lǐng)域積極布局，范圍從溫控廠商、服務(wù)器廠商擴(kuò)展到互聯(lián)網(wǎng)公司，推出了種類(lèi)繁多的液冷產(chǎn)品。這些產(chǎn)品旨在滿(mǎn)足高性能計(jì)算和數(shù)據(jù)中心對(duì)于高效散熱和節(jié)能的迫切需求。
主要廠商液冷技術(shù)與產(chǎn)品布局
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01 曙光數(shù)創(chuàng)
曙光數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng)新技術(shù)(北京)股份有限公司成立于2002年，總部位于北京，2022年上市，股票代碼為872808。曙光數(shù)創(chuàng)是中科曙光的控股子公司。
曙光數(shù)創(chuàng)主要產(chǎn)品包括浸沒(méi)液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品、冷板液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品及模塊化數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品，以及圍繞上述產(chǎn)品提供系統(tǒng)集成和技術(shù)服務(wù)。主要如下：
曙光數(shù)創(chuàng)于2011年底在業(yè)內(nèi)提出液冷技術(shù)路線，并啟動(dòng)相關(guān)技術(shù)研究，于2015年率先推出國(guó)內(nèi)首款量產(chǎn)的冷板式液冷解決方案，并于2019年在全球范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了基于全浸式液體相變冷卻技術(shù)解決方案的應(yīng)用落地。根據(jù)中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院發(fā)布的《液冷數(shù)據(jù)中心白皮書(shū)》顯示，2023年曙光數(shù)創(chuàng)在液冷基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)的份額高達(dá)61.3%,連續(xù)3年蟬聯(lián)行業(yè)榜首。
2024年，曙光數(shù)創(chuàng)實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入5億元，同比下降22 %。其中冷板液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品收入2億元，同比增長(zhǎng)12%；浸沒(méi)相變液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品收入1億元，同比下降74%。曙光數(shù)創(chuàng)浸沒(méi)液冷產(chǎn)品主要應(yīng)用于先進(jìn)計(jì)算數(shù)據(jù)中心，隨著“東數(shù)西算”和國(guó)家級(jí)先進(jìn)計(jì)算數(shù)據(jù)中心集中建設(shè)周期逐步結(jié)束，新一輪建設(shè)從規(guī)劃到落地需要一定的時(shí)間周期，對(duì)應(yīng)的浸沒(méi)相變液冷項(xiàng)目尚未完工確認(rèn)收入，導(dǎo)致2024年浸沒(méi)液冷產(chǎn)品收入下滑嚴(yán)重。
2020-2024年曙光數(shù)創(chuàng)營(yíng)收情況
數(shù)據(jù)來(lái)源：曙光數(shù)創(chuàng)財(cái)報(bào)，MIR DATABANK
02 英維克
深圳市英維克科技股份有限公司成立于2005年，總部位于深圳，2016年上市，股票代碼為002837。英維克的主營(yíng)產(chǎn)品包括：機(jī)房溫控節(jié)能產(chǎn)品、機(jī)柜溫控節(jié)能產(chǎn)品、軌道交通列車(chē)空調(diào)及服務(wù)、客車(chē)空調(diào)及其他散熱業(yè)務(wù)。其中，機(jī)房溫控節(jié)能產(chǎn)品、機(jī)柜溫控節(jié)能產(chǎn)品是其業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)的主要來(lái)源。
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2024年，英維克實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入46億元，較上年同期增長(zhǎng)30%。從業(yè)務(wù)板塊來(lái)看，機(jī)房溫控節(jié)能產(chǎn)品收入24億元，同比增長(zhǎng)49%，占總營(yíng)收的53%，成為增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿Α?/p>
2020-2024年英維克營(yíng)收情況
數(shù)據(jù)來(lái)源：英維克財(cái)報(bào)，MIR DATABANK
在液冷技術(shù)領(lǐng)域，英維克是全鏈條液冷解決方案的開(kāi)創(chuàng)者。早在2021年，英維克就率先推出了 Coolinside全鏈條液冷解決方案。該方案涵蓋了冷源、管路連接、快換接頭、冷板等關(guān)鍵產(chǎn)品，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化商用。
寫(xiě)在最后
數(shù)據(jù)中心“降溫市場(chǎng)”的興起，由AI算力需求和“雙碳”目標(biāo)共同驅(qū)動(dòng)。當(dāng)前，精密空調(diào)憑借成熟和成本優(yōu)勢(shì)，在中低密度機(jī)柜仍是主力，并通過(guò)智能化提升能效以應(yīng)對(duì)更嚴(yán)的PUE要求。
然而，面對(duì)AI芯片高功耗和嚴(yán)苛的能效政策，液冷技術(shù)憑借其超高密度散熱能力、極低PUE潛力和更優(yōu)的長(zhǎng)期成本，正成為未來(lái)的關(guān)鍵路徑。市場(chǎng)格局在重塑，曙光數(shù)創(chuàng)等液冷領(lǐng)先者和英維克等快速發(fā)展的廠商正在競(jìng)逐。未來(lái)，融合智能化的高效散熱方案，將是把握數(shù)據(jù)中心冷卻市場(chǎng)機(jī)遇的核心。
