芯耀
1965
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)）正迎來迅猛的發(fā)展態(tài)勢，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、高性能計算（HPC）集群等散熱密度較高的場景下，液冷技術(shù)優(yōu)勢盡顯，推動數(shù)據(jù)中心液冷時代加速到來。
01 精密空調(diào)：存量市場的絕對主力與智能化突圍
當(dāng)業(yè)界熱議液冷時，一個被忽略的事實是：當(dāng)前機(jī)房空調(diào)制冷市場中，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，全國數(shù)據(jù)中心機(jī)架總量已突破800萬架，主要是中低密度機(jī)柜。在這些場景下，精密空調(diào)憑借其技術(shù)成熟度高、維護(hù)相對簡便且初始成本較低的優(yōu)勢，依然是用戶的首選。
根據(jù)MIR DATABANK最新數(shù)據(jù)顯示，2024年中國數(shù)據(jù)中心精密空調(diào)市場規(guī)模處于快速增長狀態(tài)，整體市場規(guī)模已超50億元，同比增速達(dá)29%。未來中國新建數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模的增加，使得短期內(nèi)（3-5年）精密空調(diào)的市場規(guī)模仍將保持增長趨勢；而從長期來看（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)的市場份額。
2020-2028E中國數(shù)據(jù)中心精密空調(diào)市場規(guī)模
信息來源：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50%，同時存量數(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以內(nèi)，國家樞紐節(jié)點數(shù)據(jù)中心項目電能利用效率不得高于1.2。這對傳統(tǒng)精密空調(diào)系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，因為其當(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，迎來技術(shù)升級。
- 維諦技術(shù)：“AI +綜合節(jié)能改造” 通過硬件升級與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)實時分析數(shù)據(jù)，動態(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，通過實時監(jiān)測溫濕度、設(shè)備負(fù)載數(shù)據(jù)，動態(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)房實測中，該產(chǎn)品使PUE值從1.8降至1.3，年節(jié)省電費超30萬元。
- 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)載實時需求進(jìn)行動態(tài)制冷輸出，從而大幅提升數(shù)據(jù)中心制冷能效，實現(xiàn)節(jié)能降耗，減少對環(huán)境的影響，大連銀行實測末端空調(diào)節(jié)電31%，且改造無需業(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算力的下一個趨勢性領(lǐng)域。
中國移動、中國聯(lián)通、中國電信2023年聯(lián)合發(fā)布的《電信運(yùn)營商液冷技術(shù)白皮書》提出未來三年液冷應(yīng)用的愿景：2023年技術(shù)驗證，2024年新建項目10%規(guī)模測試，2025年及以后開展液冷規(guī)模應(yīng)用，50%以上項目應(yīng)用液冷技術(shù)。
信息來源：電信運(yùn)營商液冷技術(shù)白皮書，MIR 睿工業(yè)整理
液冷有浸入式、冷板式等多種技術(shù)路線。浸沒式液冷往往需要對IT設(shè)備進(jìn)行定制化改造和設(shè)計，對機(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)對服務(wù)器的改造幅度也相對較小，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，其可操作性和市場的成熟度也相對較高。目前冷板式液冷已廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、高性能計算等領(lǐng)域，占據(jù)了當(dāng)前液冷市場的主導(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）未來將擠占精密空調(diào)市場份額的原因主要有三個：
一是隨著AI算力的不斷提升，AI芯片的TDP（熱設(shè)計功耗）也在增加，這使得對散熱技術(shù)的要求越來越高。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
二是上述國家的政策中，對數(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)逐漸難以滿足新的標(biāo)準(zhǔn)。相比之下，液冷技術(shù)能夠更輕松地實現(xiàn)降低PUE值的目標(biāo)。
三是在運(yùn)營成本方面，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)會增加投資，但電氣、裝修和土建方面的費用會相應(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的成本會降低；
- 在外電和能評方面，液冷獲取資源的難度和成本低于風(fēng)冷，且由于風(fēng)冷電費較高，其運(yùn)營成本相對更貴，而冷板式液冷更具經(jīng)濟(jì)性。
03 多方競逐液冷賽道
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，推出了種類繁多的液冷產(chǎn)品。這些產(chǎn)品旨在滿足高性能計算和數(shù)據(jù)中心對于高效散熱和節(jié)能的迫切需求。
主要廠商液冷技術(shù)與產(chǎn)品布局
信息來源：MIR DATABANK
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，并啟動相關(guān)技術(shù)研究，于2015年率先推出國內(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》顯示，2023年曙光數(shù)創(chuàng)在液冷基礎(chǔ)設(shè)施市場的份額高達(dá)61.3%,連續(xù)3年蟬聯(lián)行業(yè)榜首。
2024年，曙光數(shù)創(chuàng)實現(xiàn)營業(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12%；浸沒相變液冷數(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)浸沒液冷產(chǎn)品主要應(yīng)用于先進(jìn)計算數(shù)據(jù)中心，隨著“東數(shù)西算”和國家級先進(jìn)計算數(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間周期，對應(yīng)的浸沒相變液冷項目尚未完工確認(rèn)收入，導(dǎo)致2024年浸沒液冷產(chǎn)品收入下滑嚴(yán)重。
2020-2024年曙光數(shù)創(chuàng)營收情況
數(shù)據(jù)來源：曙光數(shù)創(chuàng)財報，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、軌道交通列車空調(diào)及服務(wù)、客車空調(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)績增長的主要來源。
信息來源：MIR DATABANK
2024年，英維克實現(xiàn)營業(yè)收入46億元，較上年同期增長30%。從業(yè)務(wù)板塊來看，機(jī)房溫控節(jié)能產(chǎn)品收入24億元，同比增長49%，占總營收的53%，成為增長的主要動力。
2020-2024年英維克營收情況
數(shù)據(jù)來源：英維克財報，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)實現(xiàn)了規(guī)?；逃谩?/p>
寫在最后
數(shù)據(jù)中心“降溫市場”的興起，由AI算力需求和“雙碳”目標(biāo)共同驅(qū)動。當(dāng)前，精密空調(diào)憑借成熟和成本優(yōu)勢，在中低密度機(jī)柜仍是主力，并通過智能化提升能效以應(yīng)對更嚴(yán)的PUE要求。
然而，面對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)的長期成本，正成為未來的關(guān)鍵路徑。市場格局在重塑，曙光數(shù)創(chuàng)等液冷領(lǐng)先者和英維克等快速發(fā)展的廠商正在競逐。未來，融合智能化的高效散熱方案，將是把握數(shù)據(jù)中心冷卻市場機(jī)遇的核心。
