（報告出品方/作者：華西證券，劉澤晶、孟令儒奇）
液冷已經從“選配”到“必配”
算力在大模型時代迎來爆發，光子產品需求高增
大模型參數呈現指數規模，引爆海量算力需求: 根據财聯社和OpenAI資料，ChatGPT浪潮下算力缺口巨大，根據OpenAI資料，模型計算 量增長速度遠超人工智能硬體算力增長速度，存在萬倍差距。運算規模的增長，帶動了對AI訓練晶片單點算力提升的需求，并對資料傳 輸速度提出了更高的要求。根據智東西資料，過去五年，大模型發展呈現指數級别，部分大模型已達萬億級别，是以對算力需求也随之 攀升。
大模型參數量的增長，資料中心互聯互通成為核心關鍵：在萬億級大資料的背景下，單卡/單伺服器算力已經無法支撐龐大模型的訓練， 而晶片與晶片之間的互聯成為重中之重，叢集的效應顯得尤為關鍵，是以在AI的大背景下，由于葉脊網絡架構中的伺服器交換流量較大， 是以伺服器與交換機互聯的統一互聯互通的資料中心均使用光子產品，而光子產品傳輸速度越高，證明其互聯互通的效率也就越高，是以在 整體算力晶片架構更新的大背景下，傳輸速率較高的光子產品成為當下的首選。
液冷已經從“選配”到“必配”，液冷拐點已經到來
為什麼說液冷是AI的下一個光子產品：電子産品更新疊代規律使然，從上文證明的光子產品成長路徑，AI高速互聯時代，高算力與高效傳輸 架構相比對。從40G取代10G，100G取代40G，400G取代100G，800G取代400G，1.6T有望取代800G，更新之路永不停息，全部體 驗到從“奢侈”、“嘗鮮”到“普及”、“剛需”的過程。同樣，散熱領域也是相同，相關技術也在提升，先是自然風冷、空調風扇、 散熱片，繼而是液冷。液冷也有噴淋式、冷闆式和浸沒式等等。
為什麼說液冷已經從“選配”到“必配” ：
晶片：環境溫度對晶片的影響不容忽視，高溫環境下，晶片内部的電子元件會因為長時間工作而受到損耗，進而縮短晶片的使用壽命。 溫度升高會引起電容、電阻以及金屬線等材料的熱膨脹，進而導緻它們的機械變形和結構破壞，最終影響晶片的正常運作。根據與非往 消息，而單從晶片來看，風冷的極限晶片散熱功率是800W，英偉達部分産品已經突破風冷能力上線。
資料中心：根據與非往消息，自然風冷的資料中心，單機櫃密度一般隻支援 8-10kW，在機櫃功率超過 10kW 後成本效益大幅下降。而 根據與非網資料，2025年AI叢集算力單機櫃密度将有望到20-50kW，也遠遠超出了風冷的上限。
液冷政策為液冷市場紮入“強心劑”
PUE值（電能利用效率）是衡量資料中心綠色程度的關鍵名額。PUE（Power Usage Effectiveness），即電能利用效率。PUE是資料中心 消耗的所有能源與IT負載消耗的能源的比值。PUE的值越高，資料中心的整體效率越低。當該值超過1時，表示資料中心需要額外電力開銷以 支援IT負載。PUE值越接近于1，說明資料中心的電大部分被伺服器、網絡裝置、儲存設備消耗，該資料中心的綠色化程度越高。在資料中心 中，制冷系統能耗占資料中心總體能耗較高。根據中國通信學會通信電源委員會資料，在典型的資料中心能耗構成中，比重最大部分為IT設 備，占比50%，其次為制冷系統裝置，占比35%，最後為供配電系統裝置以及其他消耗電能的資料化中心設施。在制冷系統中，主要包括空 調裝置、提供冷源裝置以及新風系統，具體能耗構成如下表所示。
與傳統風冷相比，液冷技術PUE值普遍更低。根據CSDN資料，傳統風冷的PUE值大概為1.3，而采用液冷技術，PUE值會顯著降低。其中， 采用傳統冷闆技術的PUE值大概為1.2，浸沒液冷的PUE值在1.05-1.07之間。
深度綁定英偉達，維谛技術（ Vertiv ）邁向成長
維谛技術收購CoolTera，強強聯合加大強液冷布局：2023年12月11日，根據今日熱點網消息，維谛技術子公司将收購購資料中心液冷 技術基礎設施提供商CoolTera全部股份和相關資産。CoolTera成立于2016年，是一家總部位于英國的資料中心液冷基礎設施解決方案 廠家，具備冷量配置設定單元、二次側管路和Manifold的專業原廠研發設計制造能力。此前，Vertiv與CoolTera在液冷技術領域已密切合 作三年，共同部署了全球多個資料中心和超算系統。我們判斷，本次收購進一步增強了Vertiv的熱管理能力和行業影響力。
深度拆解液冷的核心價值鍊
液冷的概念及分類及比較
液冷：一種確定計算機在安全的溫度下運作的冷卻方法。液冷技術通過利用流動液體的高比熱容來吸收并遷移計算機内部元件産生的熱量到 外部，這種方法的優點在于利用液體傳熱，相較于空氣，液體的高比熱容能更高效地傳遞熱量，進而降低能量消耗。
液冷技術根據接觸方式不同，分為直接液冷技術和間接液冷技術。間接液冷技術中，冷卻液體與發熱器件不直接接觸，主要包括冷闆式。直 接液冷技術中，冷卻液體與發熱器件直接接觸，主要包括浸沒式和噴淋式液冷，其中浸沒式根據冷卻媒體是否發生相變又可分為單相浸沒式 和相變浸沒式。
與傳統風冷技術相比，液冷技術節能效果顯著提高。根據《綠色高能效資料中心散熱冷卻技術研究現狀及發展趨勢》資料顯示，風冷散熱下 數 據中心的 PUE 值通常在 1.5 左右；根據開放資料中心委員會ODCC資料，冷闆式液冷PUE值為1.1-1.2，相變浸沒式液冷PUE值小于1.05， 單相浸沒式液冷PUE值小于1.09，噴淋式液冷PUE值小于1.1。
液冷市場空間測算: 千億市場蓄勢待發
市場拆分: 根據我們的判斷，液冷或風冷的市場規模根據IDC的建設情況來判斷，而整個IDC市場基本可以分為雲計算、超算、智算市場， 而根據雲計算、超算、智算市場下遊又可以分成CPU伺服器及通用伺服器和AI伺服器，其中智算中心的AI伺服器為液冷的直接增量因素。
滲透率：根據财聯社與浪潮資訊資料，大陸的液冷發展是逐漸疊代的過程，2023年滲透率在5%左右，到2025年則有望超20%。
價格/KW：根據知乎的資料，以單kw計價，風冷在6000元左右，冷闆在10000元，浸沒式液冷在12000元。
AI伺服器的液冷測算：根據中商研究院資料，2023年AI伺服器出貨量為35.4萬台，我們假設2024年AI伺服器增速為120%，2025年行 業增速增速為80%，其中2023年、2024年、2025年伺服器型号分别為DGX A100、DGX H100、DGXB200(不考慮美國禁令因素)， 根據英偉達資料，其單個伺服器功耗分别為6.5 KW、10.2KW、14.3KW，我們假設平均功耗為巅峰功率的80%，2023年液冷滲透率為 10%，2024年液冷滲透率為30%，2025年液冷滲透率由于晶片工藝原因滲透率為100%。2023-2025冷闆式液冷占比分别為95%、 90%、80%其餘全為浸沒式液冷。
液冷産業生态拆分——二次側: 冷闆式
機櫃工藝冷媒供回歧管RCM：安裝于液冷機櫃内部，功能為分液、集液和排氣等，一般由排氣閥、分支管路和主管路等組成。分支管路的軟 管端部安裝有QDC，實作與伺服器内冷闆元件的連接配接。主管路接口位于上端或下端，是工藝冷媒供回液冷機櫃的接口，與LCM通過軟管連接配接。 冷量配置設定單元CDU：CDU的作用是将進入伺服器冷闆元件的工藝冷媒與冷源側的冷卻水進行隔離，并将冷卻後的工藝冷媒配置設定給不同伺服器 的冷闆的冷卻裝置。根據布置方式不同，分為機架式CDU和櫃式CDU。其比較具體見2.1.1。 環路工藝冷媒供回歧管LCM：LCM一般安裝于資料中心地闆底部，有時也會安裝于機櫃頂部，具備分液、集液和排氣等功能。LCM一般由排 氣閥、分支管路、主管路、閥件等組成。LCM将從CDU冷卻的工藝冷媒，通過分支軟管輸送到RCM處。 工藝冷媒：主要選擇純水液和配方液。純水液主要為去離子水，配方液主要為乙二醇或丙二醇溶液。
梳理液冷産業鍊的受益公司
液冷受益産業鍊——伺服器内側端
我們将液冷産業鍊的受益公司簡單拆解為三類，分别是伺服器内側端、液冷建設端、液冷基礎設施提供商。 伺服器内側端: 我們将伺服器内側端的定義為伺服器内部的元件，直接受益于高算力、高功率的AI晶片放量，此類公司的代表性産品冷闆組 件、快速接頭QDC等産品，采購方為華為或華為伺服器廠商、英偉達或英偉達伺服器廠商。
液冷受益産業鍊——液冷建設端：全鍊條式解決方案廠商
液冷建設端，由于建設主體的不同，我們将液冷建設端分為液冷全鍊條式解決方案廠商、伺服器廠商以及IDC廠商。 液冷建設端全鍊條式解決方案廠商：我們将此類廠商定義成可提供液冷全棧式的解決方案，而此類解決方案廠商由于無法提供伺服器，是以 相關産品得與伺服器(晶片)廠商進行适配比如華為、英偉達，才能發揮其液冷解決方案的意義，例如維谛技術。
液冷受益産業鍊——液冷建設端：IDC建設
液冷建設端伺服器廠商：我們對于此類廠商的定義為其主業為IDC廠商，由于是資料中心的直接建設方，我們判斷其會根據IDC的需求方例 如網際網路廠商來建設相關的液冷解決方案，亦或者是進行液冷機房的改造。
液冷受益産業鍊——液冷基礎設施提供商
液冷基礎設施提供商: 我們将液冷基礎設施提供商定義成可提供相關液冷單獨産品，例如CDU、LCM、RCM等産品，産品的需求方可能液冷 建設方或是IDC資料中心。随着液冷的更新換代，其相關産品有望量價齊升。
報告節選：
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精選報告來源：【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站