液冷行业专题报告：液冷新纪元AI算力驱动下的冷却介质机遇-250928（31页）.pdf

1、WESTERN西部证券液冷新纪元：AI算力驱动下的冷却介质机遇液冷行业专题报告核心结论【主要逻辑】AI算力升级驱动散热技术革新：随着信息技术的快速发展和传统产业数字化的转型，数据呈现几何级增长，算力和硬件部分能耗也在持续增加。据数据中心液冷散热技术及应用，中央处理器（CPU）散热设计功耗已达350sim500W，GPU散热设计功耗已超过800W。传统风冷系统散热上限一般为20kW/柜，愈发难以为继。液冷可大幅降低数据中心能耗，可实现节能20%-30%以上，将数据中心PUE降低至1.2以下甚至更低。叠加“双碳”政策导向，液冷技术渗透率有望显著提升。各类冷却介质市场空间大幅提升，冷板液冷是当前的主

2、流解决方案：据IDC数据，2024年上半年中国液冷服务器市场规模达到12.6亿美元。其中，当前冷板式方案成熟度较高、商用基础较好，且改用冷板式方案对传统数据中心对原有基础设施改造的要求较低，因此当前冷板式方案占比95%以上。此外，单相冷板液冷可将PUE降低至1.20sim1.25，相比风冷仍具明显优势，乙二醇/丙二醇溶液在成本、成熟度和兼容性等方面表现优异。但随着芯片功耗继续攀升，单相工质逐渐逼近散热极限，双相冷板技术成为未来演进方向，R134a与氢氟醚类有望在下一阶段获得更大应用。浸没式液冷工质路线仍有分歧：硅油凭借性价比和材料兼容性，已在部分场景实现量产应用。天然油、合成油等因低成本具备切

3、入机会，但存在易残留等问题，长期可靠性不足。氟化液在关键性能指标上优势显著，全氟聚醚(PFPE）和全氟烯烃（PFO）综合性能最佳，尤其PFO具备低GWP优势，符合环保趋势。随着芯片功耗持续提升，浸没式液冷渗透率有望不断提升。但随着欧美和我国逐步推出PFAS限制法规，在半导体冷却领域，氢氟烯烃(HFO)、二氧化碳和硅油等或可作为现有氟化液的替代方案。巨化股份（已覆盖；氢氟醚、全氟聚醚、R134a）、新宙邦（已覆盖；氢氟醚、全氟聚醚、六氟丙烯低聚体）、东阳光（全氟聚醚和六氟丙烯低聚体）、三美股份（R134a）、昊华科技（电子氟化液YL-10和YL-70、R134a）、永和股份（全氟聚醚、六氟丙烯低

4、聚体、R134a)、东岳集团（全氟聚醚、氢氟醚、六氟丙烯低聚体、R134a)、八亿时空（全氟胺）、华谊集团（全氟聚醚)、统一股份(碳氢类合成油）、润禾材料(硅油）、集泰股份(硅油)。风险提示：下游需求不及预期、原材料价格波动、市场竞争加剧、新技术应用不及预期。相关研究一、算力跃升驱动散热技术迈向液冷1.1芯片散热功耗持续攀升，驱动数据中心制冷技术革新信息时代数据量呈现几何级增长，算力和硬件能耗也在持续增加。根据数据中心液冷散热技术及应用，数据中心是数字经济基础设施的底座，数据量增长带动数据中心市场快速增长。随着信息技术的快速发展和传统产业数字化的转型，截至2023年底，中国在用数据中心机架总规

5、模达到810万标准机架，数据中心的总用电量约占全社会用电量3%。(divcenter)图1：数据中心用电量预测(/divcenter)芯片功率密度攀升带来整柜功率密度持续增长。据数据中心液冷散热技术及应用,8kW以上单机柜功率密度成为目前新建数据中心的主流选择。目前，通算最大功率密度已超过30kW/柜，智算功率已达100kW/柜。整机柜功率密度的提升对机房制冷技术提出了更高的要求。根据数据中心液冷散热技术及应用，传统风冷系统受到数据中心建筑面积与单位运营成本等因素的限制，散热上限一般为20kW/柜，愈发难以为继。液冷技术采用液体替代空气作为冷却介质，将液体直接或间接接触发热器件，可使散热效率大

6、幅提升，能够有效满足单点、整机柜、机房层面的高散热需求。液冷技术相较风冷优势显著。根据绿色节能液冷数据中心白皮书，1）液冷换热效率更高。液体的体积比热容是空气的1000-3500倍，导热系数是空气的20-30倍，同等空间情况液冷的冷却能力远高于空气。2）液冷服务器的安全可靠性更有保障，可确保CPU核温低至65mathrmcircC以下（比风冷方式降低约mathsf25mathrmcircC)，且在突发高频运行时不会引起CPU温度瞬间大幅变化。3）液冷方式节能效果更加优异，省去大部分风扇及空调系统能耗，相比传统风冷机房节能20%-30%以上。4）液冷方式降低机房噪音，工作环境更舒适。浸没式液冷机