低碳之下，IDC“液冷时代”契机来临-中银证券.pdf

计算机 |证券研究报告 行业深度 2022 年 9 月 22 日 [Table_Industr yRank] 强于大市 相关研究报告 [Table_relatedreport] 当好指标变成‚坏‛指标计算机行业事件 点评 20220921 计算机行业周报（ 9.12-9.18）信创主线开 始浮出水面 20220919 2022 年 9 月计算机行业观点‚胆大心细‛， 向成长确定性好的细分领域找收益 20220906 中银国 际证券股份有限公司 具备证券投资咨询业务资格 [Table_Industry] 计算机 [Table_Analyser] 证券分析师 杨思睿 861066229321 sirui.yangbocichina.com 证券投资咨询业务证书编号 S1300518090001 联系人王晓莲 861066229321 xiaolian.wangbocichina.com 一般证券业务证书编号 S1300121080038 [Table_Title] 低碳之下 ， IDC‚液冷时代‛ 契机来临 云计算专题报告之五 [Table_Summary] 液冷服务器行业在技术、政策和需求的带动下， 有望快速成为未来成长弹性 大、确定性好的赛道。此千亿级市场迎来强劲的驱动力 ， 具备长期的替换和 新增需求等积极因素。 看好 液冷服务器厂商 和上游材料器件厂商 。 支撑评级的要 点  技术、政策和需求的三重催化 ，‚液冷时代‛来临 。 一方面， 液冷技术 可以满足 CPU、 GPU 等芯片功率密度攀升下的更高散热要求。另一方面， 国家级自顶向下的能源节约战略和 “双碳 ”规划，对能耗大户 IDC 提出更高 的 PUE（能 耗利用率指标）要求（普遍低于 1.3， “东数西算 ”节点 要求 低 于 1.25）。第三 方面 ，在政府传统客户之外，互联网和运营商等商业客 户从经济角度开始产生需求。 总之 ，大规模 、密集的 算力 堆砌， 意味着 散热 对液冷解决方案存在越来越强的依赖，‚ 液冷 时代‛正在到来 。  存在三条技术路线，高门槛培育良好格局。 液冷服务器一般采用三种方 案，即冷板式、浸没式和喷淋式。后两者均为直接接触式， 其中 尤以浸 没式为主。目前，冷板式方案成熟度较高，商用基础较好；浸没式致冷 效率更高，未来前景 良好 。 同时，器件高精密度和漏液等挑战使得解决 方案技术门槛较高 ，也意味着不同于传统服务器的竞争格局将会形成。  千亿级 市场 广阔，渗透率提升在即 。 据赛迪顾问，到 2025 年我国液冷 IDC 市场规模将突破 1200 亿元 ， 增速保持 30以上 ； 渗透率 现处于 20左右， 后续逐步提高 。 下游客户方面 ，金融、互联网和电信行业市场 规模领先 ， 预计 2025 年 IDC 占比分别达 25、 24和 23，能源、生物和政务等行 业也在快速跟进。技术方面，浸没式制冷效率更高，最高可使单机柜功 率密度提升 3 倍以上，预计 2025 年占比超 40。  产业链 分 三大环节 ，相应受益。 产业链 的 核心是液冷服务器 ， 上游为材 料器件 ， 下 游是解决方案和运维 ，然后面向最终用户 。首先，液冷服务 器有望直接受益，此外液冷 方案中用量较大的 材料和器件厂商 受益程度 也较高 。 投资建议  关注服务器企业 浪潮信息 （互联网基础领先）、 曙光数创 （液冷服务 器核心厂商，政府客户基础领先）、 中国长城 （业内较早参与）、 紫光 股份 （旗下新华三较早布局液冷）。材料器件供应商 中航光电 （流体 连接器 TOP2）、 申菱环境 （冷媒材料核心厂商）、 英维克、高澜股份。 解决方案和运维服务厂商 亚康股份、网宿科技 。 评级面临的主要风险  核心技术和成本优化突破不力；信息基础设施投建不及预期；政策落 地 延迟。 [Table_Companyname] 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 2 目录 双碳与算力刚需之下，液冷为 IDC 散热必经之路 . 5 IDC 是能耗大户，衡量数据中心能耗的 PUE 指标日趋严格 5 芯片能耗密度 高企 ， 风冷逐渐乏力， 液冷 势在必行 . 7 液冷市场开始进入拐点，将具备显著爆发力 9 液冷是高密度 IDC 能耗优化的重要技术，走向规模量产阶段 9 双碳达标潜台词，液冷应用将在 B/G 端需求中普遍化 . 10 渗透率快速提升， 2025 年市场规模将达 1200 亿 12 三条技术分支，冷板式较成熟，浸没式前景较好 . 13 存在技术门槛，核心挑战是高精密性、防漏、自主可控 14 行业机会向产业链多方延伸 . 16 产业链逐渐成型，上中下游均可受益 . 16 产业链环节 之 服务器厂商 受益 最为直接 . 17 产业链环节 之 材料器件商 价值量高，受益 较多 . 22 投资建议 23 风险提示 24 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 3 图表 目录 图表 1. 数据中心规模分类 . 5 图表 2. 我国数据中心规模稳定增长 . 5 图表 3. 2020 全球各国超大型数据中心数量占比 5 图表 4. 2022 年我国数据中心市场规模超 1900 亿元 6 图表 5. 我国数 据中心基础设施市场规模快速增长 . 6 图表 6. 全国各区域数据中心年平均 PUE . 6 图表 7. 超大型和大型数据中心现有及规划在建平均 PUE . 6 图表 8. 近年来我国关于数据中心 PUE 的政策要求在不断提高 . 7 图表 9. 芯片散热效率要求逐步提升 . 7 图表 10. 随着单机柜功率密度增大，液冷才能满足其散热需求 8 图表 11. 传统风冷和液冷对比 . 9 图表 12. 风冷和液冷技术水平与特点对比 . 9 图表 13. 国内外液冷发展历程重要事件 . 10 图表 14. ‚双碳‛六大核心指标 10 图表 15.北上广深及‚东数西算‛算力节点明确 PUE 更高要求 11 图表 16. 2025 年各行业液冷需求预测情况 . 12 图表 17. 液冷模式有效降低成本 12 图表 18.我国液冷数据中心市场规模有望快速增长 13 图表 19. 液冷渗透率快速提升 . 13 图表 20. 冷板式液冷 13 图表 21. 浸没式液冷（单相） . 13 图表 22. 四种数据中心冷却方式效果评估表 14 图表 23. 2019-2025E 我国液冷数据中心市场结构分布预测 14 图表 24. 漏液 . 15 图表 25. 液冷一侧接口指标要求 15 图表 26. 三种液冷方式知识产权分布情况 . 15 图表 27. 液冷相关产业链 . 16 图表 28. 2020 年中国液冷数据中心厂商竞争力矩阵图 . 16 图表 29. 浪潮液冷数据中心产品全景图 . 17 图表 30. 曙光数创主要产品 18 图表 31. 2019-2022H1 年浸没相变和冷板式液冷收入 . 19 图表 32. 浸没相变和冷板式液冷收入占总营收比重 . 19 图表 33. 宁畅液冷全系统定制方案 19 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 4 图表 34. 华为 FusionServer Pro E9000 全液冷系统（外臵柜式 CDU） . 20 图表 35. 绿色云图液冷机柜 . 21 图表 36. 磐久液冷一体机 Immersion DC1000 系列 . 21 图表 37. 液冷相关材料 /器件图解 . 22 图表 38. 材料 /器件厂商及其主要产品 22 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 5 双碳与算力刚需之下，液冷为 IDC 散热必经之路 IDC 是能耗大户，衡量数据中心能耗的 PUE 指标日趋严格 数据中心规模迅速增长，超大型数据中心成热门。 据中国通信院数据，近年我国数据中心规模 稳步 增长，按照标准机架 2.5KW 统计， 2022 年我国数据中心机架规模将达到 670 万架，近五年 CAGR 超过 30。其中，大型以上数据中心增长更为迅速， 2022 年底规模达 540 万架，占比达 81。同时，超大 型数据中心逐渐占据主流，据赛迪研究院估计， 2020 年超大型数据中心服务器占比将升至 50以上， 全球来看美国占据主要份额，我国超大型数据中心数量占比约为 10.2。 图表 1. 数据中心规模分类 数据中心规模 机架数量界定（单位个） 超大型数据中心 10,000 大型数据中心 3,00010,000 中型数据中心 5003,000 小型数据中心 100500 微型数据中心（机房） 100 资料来源工信部，中银证券 注以功率 2.5KW 为一个标准机架来进行计算转换 图表 2. 我国数据中心规模稳定增长 图表 3. 2020 全球各国超大型数据中心数量占比 166 226 315 401 520 670 83 167 237 309 420 540 0 100 200 300 400 500 600 700 800 2017 2018 2019 2020 2021 2022E 总机架 大型规模及以上机架 （ 万架 ） 美国， 4 0 . 1 中国， 1 0 . 2 日本， 6.7 澳大利亚 4 . 6 德国， 4.7 英国， 5.7 加拿大 4 . 0 印度 4 . 0 新加坡 ， 3.0 其他 ， 1 7 . 0 资料来源中国通信院，中银证券 资料来源中国通信院，中银证券 市场规模快速增长，基础设施市场空间同样可观。 据中国信通院数据， 2021 年中国数据中心市场规 模超过 1500 亿元，预计 2022 年中国数据中心市场规模到突 破 1900 亿元人民币，呈现较快的增长趋 势。数据中心的产业规模的增长表明数据中心基础设施的市场规模也呈现快速增长的趋势。据赛迪 顾问， 2019 年我国数据中心基础设施的市场规模达 161.9 亿元，预计到 2025 年达到 461.2 亿元。 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 6 图表 4. 2022 年我国数据中心市场规模超 1900 亿元 图表 5. 我国数据中心基础设施市场规模快速增长 521.8 680.1 878.3 1167.5 1500.2 1900.7 30.3 29.1 32.9 28.5 26.7 0 5 10 15 20 25 30 35 0 400 800 1,200 1,600 2,000 2017 2018 2019 2020 2021 2022E 市场规模 同比增速 亿元 161.9 174.5 207.0 232.9 286.8 356.0 461.2 0 100 200 300 400 500 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E （ 亿元 ） 资料来源赛迪顾问，中银证券 资料来源赛迪研究院，中银证券 IDC 为能耗大户，其中散热能耗占比超 40。 据工信部公布， 2021 年我国数据中 心耗电量为 2,166 亿 kwh， 占社会总耗电量的 2.6，相当于 1.3 个上海市的总社会用电量。据通信院公布，我国 IDC 电费 占 TCO（整体运营支出）的 60-70。据赛迪统计， 2019 年中国 IDC 能耗中， 43用于 IT 设备 散热， 基本与 45的 IT 设备自身能耗持平，可见减少散热从而控制 TCO 是节能减耗的核心方向。 传统数据中心的 PUE 仍有较大改进空间 。 数据中心能耗指标 PUE（ Power Usage Efficiency）是指数据 中心消耗的所有能源与 IT 负载消耗的能源之比， PUE1 最为理想，意味着所有能耗都用于服 务器设 备运转，无其他开销。据 CDCC 报告，全国数据中心 PUE 平均水平为 1.49， 传统风冷数据中心 PUE 在 1.51.8（ 1kW 的服务器正常运转需 1.51.8kW 电量），与国家要求 2025 年达到平均 1.3 以下还有较 大的差距 。 图表 6. 全国各区域数据中心年平均 PUE 图表 7. 超大型和大型数据中心现有及规划在建平均 PUE 1.43 1.41 1.42 1.58 1.59 1.51 1.5 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 东北 华北 华东 华南 华中 西北 西南 全国平均 PU E1 .4 9 1.46 1.36 1.55 1.39 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 现有 I DC 平均 PUE 规划在建 I DC 平均设计 PUE 超大型数据中心 大型数据中心 资料来源 CDCC，中银证券 资料来源工信部，中银证券 政策明确要求 PUE 进一步改善。 国家层面， 2021 年 11 月发改委等部门发布深入开展公共机构绿色 低碳引领行动 促进碳达峰实施方案明确提出新建大型、超大型数据中心 PUE 低于 1.3， 2021 年 12 月发改委及能源局发布贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和 5G 等新 型基础设施绿色 高质量发展实施方案明确要求到 2025 年全国新建大型、超大型数据中心 PUE 低于 1.3，国家枢纽 节点低于 1.25。 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 7 图表 8. 近年来我国关于数据中心 PUE 的政策要求在不断提高 时间 部门 政策 /文件 相关内容 2019.01 工信部等三 部门 关于加强绿色数据中心建设 的指导意见 2022 年，数据中心平均能耗基本达到国际先进水平， 新 建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到 1.4 以 下，重点鼓励采用液冷、分布式供电、模块化机房以及 虚拟化、云化 IT 资源等高效系统设计方案 2021.10 发改委、工信 部等五部门 关于严格能效约束推动重点 领域节能降碳的若干意见 到 2025 年，数据中心电能利用效率普遍不超过 1.5 2021.11 发改委、机关 事务管理局 等部门 深入开展公共机构绿色低碳 引领行动促进碳达峰实施方案 新建大型、超大型数据中心全部达到绿色数据中心要 求，绿色低碳等级达到 4A 级以上，电能利用效率（ PUE） 达到 1.3 以下 2021.12 发改委、 能源局 贯彻落实碳达峰碳中和目标 要求推动数据中心和 5G 等新型 基础设施绿色高质量发展实施 方案 2025 年国家枢纽节点的 PUE 要进一步降到 1.25 以下， 绿色低碳等级达到 4A 级以上 2022.06 工信部等六 部门 工业能效提升行动计划 2025 年，新建大型、超大型数据中心 PUE 达到 1.3 以下 资料来源发改委，工信部，中银证券 芯片能耗密度 高企 ， 风冷逐渐乏力， 液冷 势在必行 芯片散热效率要求快速提高，风冷无法满足 IDC 快速增长的散热需求 。 AMD、 Intel、 NVIDIA 等主要芯 片 制造商在逐步提高芯片的散热设计功耗 TDP（ Thermal Design Power）以提供更高的性能。图中表示 随着功耗密度的提升，系统温度将加速升高，因此提高散热效率成为必需。同时， GPU 功率密度普 遍远高于 CPU，这也意味着 GPU 的散热需求高于 CPU。 AMD 方表示在 2025 年之前高性能 GPU 的 TDP 将达 700W，此外，以云游戏为代表的主流 HPC 已达到 1kW/U 的功率密度，赛迪研究院预测 2025 年 全球数据中心单机柜平均功率将达到 25KW， 这对目前传统风冷技术均是十分严峻的挑战。目前风冷 技术的极限值基本是在 300W-350W 之间，远不能承担未来发展所需的散热功耗。 未来，液冷是解决高算力 IDC 散热的必选。 据英特尔，第三代至强可扩展处理器正在催化液冷技术 步入元年时代。液冷技术具备高效制冷效果，有效提升服务器的使用效率和稳定性。液冷可以从一 个占地面积只有 20mmx 30mm 的处理器中移除高达 500W 的热能。液体传导热能效果和大比热容能够 保障芯片在一定范围内的超频工作不会出现过热故障。此外，液冷服务器可以排除海拔、地域和气 温的差距，保证运行效率和性能，具备规模化应用的 优势。 图表 9. 芯片散热效率要求逐步提升 资 料来源浪潮数据中心，中银证券 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 8 图表 10. 随着单机柜功率密度增大，液冷才能满足其散热需求 资料来源赛迪研究院，中银证券 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 9 液冷市场开始进入拐点，将具备显著爆发力 液冷是高密度 IDC 能耗优化的重要技术，走向规模量产阶段 IDC 最具革命性的节能技术为液冷技术（又称水冷），其中浸没式液冷技术可以将 PUE 降到 1.2 以下， 联合其他技术可使 PUE 趋近于 1。液冷是数据中心制冷技术不断革新的必然结果， 据浪潮信息， 液 体导热能力是空气的 25 倍，同体积液体带走热量是同体积空气的近 3000 倍 ， 在耗电量方面，液冷系 统约 比风冷系统节省电量 3050。 液冷技术从小规模验证走向大规模量产阶段，同时进入标准化阶段。 2021 年 12 月 25 日，腾讯、华 为等参与起草的我国首批数据中心液冷系列行业标准正式发布 ， 将于 2022 年 4 月 1 日起正式实施 ， 行业标准的出台将有利于行业的有序发展。 2022 英特尔中国数据中心合作伙伴技术峰会上，英特尔 与产业链上下游共同打造绿色数据中心创新实践 冷板液冷系统设计参考。 2022 数据中心液 冷技术研讨会上中国电子节能技术协会秘书长表示，‚无论从政策角度、市场需求还是技术成熟度 来讲，均标志着数据中心进入‘液 冷时代’‛。 图表 11. 传统风冷和液冷对比 资料来源赛迪研究院，中银证券 图表 12. 风冷和液冷技术水平与特点对比 对比维度 对比指标 风冷 冷板式液冷 浸没式液冷 节能性 PUE（平均） 1.6 1.3 以下 1.2 以下 数据中心总能耗单节点均摊（量产后） 1 0.67 0.58 成本 数据中心总成本单节点均摊（量产后） 1 0.96 0.74 节能 功率密度（ KW/机柜） 10 40 200 主机房占地面积比例 1 1/4 1/20 CPU 可靠性 核温（ ℃ ） 85 65 65 机房环境 温度、湿度、洁净度、腐蚀性 气体（硫化物、盐雾） 要求高 要求高 要求低 资料来源中国电子技术标准化研究院，中银证券 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 10 图表 13. 国内外液冷发展历程重要事件 资料来源赛迪研究院，中银证券 双碳达标潜台词，液冷应用将在 B/G 端需求中普遍化 液冷散热明确成为趋势 （ 1）受产业政策的影响， PUE1.25 成为东数西算枢纽节点新建数据中心基 本要求，京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏 8 个算力网络国家枢 纽节点均设立了明确的 PUE 标准，大力推进数据中心做到绿色节 能、低碳减排。（ 2）主流数据中心 单机柜功耗越来越大，国产芯片因制程和技术原因散热甚于国外产品，散热需求更大，液冷散热逐 渐成为趋势。 此外，北上广深等土地、水电资源相对紧张的一线城市也设立了严格标准。 2022 年 7 月，长三角示 范区（ 江苏省、浙江省、上海市 ）出台关于在长三角生态绿色一体化发展示范区加快数字经济发 展推进先行先试的若干举措，明确要求新建大型、超大型数据中心 PUE 不超过 1.25。 2022 年 5 月， 北京市发改委发布北京市低效数据中心综合治理工作方案，对 PUE 超过 1.4 的 IDC 实施差别电价， 逐步关 闭年均 PUE 高于 2.0 的数据中心。 图表 14. ‚双碳‛六大核心指标 主要指标 2025 年 2030 年 2060 年 单位国内生产总值能耗下降 比 2020 年下降 13.5 大幅下降 单位国内生产总值二氧化碳排放下降 比 2020 年下降 18 比 2025 年下降 65以上 非化石能源消费比重 20左右 25左右 80以上 森林覆盖率 24.1 25左右 资料来源发改委，中银证券 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 11 图表 15.北上广深及‚东数西算‛算力节点明确 PUE 更高要求 时间 地区 政策 /文件 相关内容 2021.12 河北 关于破解瓶颈制约助推数字 经济健康发展的若干政策 到 2025 年， PUE1.3 以上的大型和超大型存量数据中心依法依规全部腾退关停 2021.12 甘肃 甘肃省数据中心建设指引 到 2025 年底，大型及超大型数据中心 PUE 降到 1.25 以下，中小型数据中心的 PUE 降到 1.35 以下 ;绿色等级达到 G4 及以上 2022.2 内蒙古 内蒙古自治区‚十四五‛节 能规划 新建数据中心须达到绿色数据中心建设标准， PUE 值（电能利用效率）不超过 1.3 2022.5 北京 北京市低效数据中心综合治 理工作 方案 对 PUE 超过 1.4 的 IDC 实施差别电价，逐步关闭年均 PUE 高于2.0 的数据中心 2022.6 上海 关于推进本市数据中心健康 有序发展的实施意见 到 2025 年集聚区新建大型数据中心综合 PUE 降至 1.25 左右， 绿色低碳等级达到 4A 级以上，完成对不少于 5000 机架的数据 中心退旧上新或腾换 2022.7 江苏、浙江、上海 关于在长三角生态绿色一体 化发展示范区加快数字经济发 展推进先行先试的若干举措 要求新建大型、超大型数据中心 PUE 不超过 1.25 2022.7 重庆 关于完整准确全面贯彻新发 展 理念做好碳达峰碳中和工作 的实施意见 到 2025 年，新建大型、超大型数据中心电能利用效率指标（ PUE 值）不高于 1.25 2022.7 贵州 关于加快推进‚东数西算‛工 程建设全国一体化算力网络国 家（贵州）枢纽节点的实施意 见 到 2025 年，新建大型以上数据中心 PUE 低于 1.2 2022.8 四川 全国一体化算力网络成渝国家枢纽节点（四川）实施方案 到 2025 年全省数据中心 PUE 不高于 1.25，集群起步区内数据 中心 PUE 不高于 1.25，新建大型、超大型数据中心 PUE 不高于 1.25。对天府数据中心集群内 PUE 值低于 1.25 的新建大型超大 型数据中心给予 2000 万元支持，低于 1.15 的给予 3000 万元支 持 2022.9 宁夏 宁夏回族自治区数据中心建 设指南 到 2025 年新建大型、超大型数据中心 PUE 值应不高于 1.2，中 型数据中心 PUE 值应不高于 1.25。新建大型及以上数据中心绿 色低碳等级达到 4A 级以上。 资料来源各地方政府官网，中银证券 行业需求明确，业务快速增长。 据赛迪研究院调研， 2019 年液冷 IDC 主要用在超算等行业，互联网、 金融和电信行业业务量在快速增长，预计 2025 年互联网行业液冷数据中心占 比达 24.0， 金融行业 为 25.0、电信行业 23.0、能源 行业 10.5，生物、医疗和政务等行业需求将加快融入通用数据中 心新业态。此外，通信行业也在快速布局， 2021 年中国移动研究院发布了业界首款面向泛在算力的 边缘一体化液冷服务器，推动液冷散热技术在通信方面的应用。 产业已在 快速跟进。 中国首座绿色等级达 5A 级的液冷数据中心 阿里巴巴杭州首座数据中心‚仁 和‛于 2020 年落成，是全球规模最大的全浸没式液冷数据中心，采用了服务器全浸没液冷、高压直 流 HVDC、供配电分布式冗余、智能 Al 优化算法等多项节能技术进行规划设计与建造， PUE 低至 1.09。 与此同时，字节跳动等互联网龙头也在跟进中。 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 12 图表 16. 2025 年各行业液冷需求预测情况 25 24 23 10.50 8.50 6.50 2.50 金融 互联网 电信 能源 生物 医疗 其他 资料来源赛迪研究院，中银证券 渗透率快速提升， 2025 年市场规模将达 1200 亿 商业模式合理，经济账帮客户有效节约能源开支。 以单机房为例， 200 台 服务器总功率为 192KW，液 冷方案比传统风冷方案可省电 30，新投入液冷的建设成本有提升，整体节约的运行成本随着使用 年限的增长逐步增加，整体来看三年和五年的项目成本液冷较风冷减少 7和 12。同样，对于更 大 规模的机房和数据中心，规模效应可以进一步体现，液冷明显比风冷更节能、更划算。 图表 17. 液冷模式有效降低成本 资料来源 IDC，中银证券 市场规模可观，增速远高于传统服务器领域。 IDC 市场调研显示，全球的服务器市场定制化产品采购 量份额已经达到 30以上。据赛迪研究院保守测算， 2019 年中国液冷数据中心的市场规模为 261 亿 元，乐观估计为 351 亿元， 2025 年我国液冷数据中心的市场规模将破 1200 亿元，行业增速保持在 30 左右 。 渗透率陆续提升，有望迎来爆发拐点。 液冷数据中心将加速替代传统风冷数据中 心，据赛迪研究院 总结观点， 2019 年液冷替代比例为 20，往后替代率逐步上升， 2025 年有望实现 25的技术替换。 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 13 图表 18.我国液冷数据中心市场规模有望快速增长 图表 19. 液冷渗透率快速提升 1283 1330 36 .8 2 6 .1 25 .7 3 2 .9 27 .5 33 .8 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 市场规模（保守估计） 市场规模（乐观估计） 保守估计市场规模增速 （亿元） 20 23 22 22 23 23 25 0 5 10 15 20 25 30 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 资料来源赛迪研究院，中银证券 资料来源赛迪研究院，中银证券 三条技术分支，冷板式较成熟，浸没式前景较好 液冷服务器有三种方式冷板式、喷淋式、浸没式 （ 1）冷板式将液冷冷板固定在服务器的主要发热器件上，依靠流经冷板的液体将热量带走达到散 热目的。 （ 2）浸没式将发热元件直接浸没 在冷却液中，通过冷却液循环带走服务器等设备运行产生的热量 （分为单相、两相、直抵芯片）。 （ 3）喷淋式在机箱顶部储液和开孔，根据发热体位臵和发热量大小不同，让冷却液对发热体进行 喷淋，达到设备冷却的目的。 图表 20. 冷板式液冷 图表 21. 浸没式液冷（单相） 资料来源 CDCC，中银证券 资料来源 CDCC，中银证券 目前冷板式技术成熟，领衔商用落地。 据前瞻产业研究院数据， 2019 年我国液冷数据中心技术主要 以冷板式为主，占比超过 80，浸没式占比不足 20。冷板式液冷技术发展较早，目 前冷板式液冷 数据中心产品在市场上占比较高， 未来浸没式技术逐渐成熟，有望成为主流。 浸没式液冷是数据中心的跃迁式技术创新，相较于冷板 式液冷能更 大程度上利用液体的比热容特点，制冷效率更高，具有高能效、高密度、高可用和高可 靠等特性， 未来浸没式液冷数据中心基础设施将会占据更多市场。据赛迪研究院，浸没式液冷突破 技术瓶颈，可以使单机柜功率密度提升 3 倍以上，到 2025 年占比将超过 40。 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 14 图表 22. 四种数据中心冷却方式效果评估表 传统风冷 冷板式 浸没非相变 浸没相变 散热性能 0 集成度 0 可维护性 0 可靠性 0 性能 0 能效 0 废热回收 0 噪声 0 单板腐蚀 0 冷却介质兼容性 0 初期投入成本 0 - - -- 5 年平均运营成本 0 承重要求 0 - - -- 资料来源 赛迪研究院 ，中银证券 图表 23. 2019-2025E 我国液冷数据中心市场结构分布预测 82 78 68 65 63 61 59 18 22 33 35 37 39 41 0 20 40 60 80 100 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 冷板式 浸没式 资料来源赛迪研究院，中银证券 存在技术门槛，核心挑战是高精 密性、防漏、自主可控 目前仍存在技术门槛与挑战 （ 1）液冷板微通道齿间距是 0.1mm 量级（风冷是毫米级别），设计、 加工需要考虑流道和流阻更精准；水冷板和固定板形成一体化，需要保证不漏液。（ 2）每一台液冷 服务器都有一个进水管路和出水管路，至少配四个插头，属于高精密的快接插头部件（以往多用于 航天、高铁等精密领域） 。（ 3）改造液冷数据中心涉及到楼体改造、空间重布等环节，增加了施 工难度。 自主知识产权仍有待提高。 国外企业起步较早，目前占据主要产权地位，但国内已基本具备可比性。 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 15 图表 24. 漏液 图表 25. 液 冷一侧接口指标要求 资料来源搜狐财经，中银证券 资料来源 中国通信标准化协会 ，中银证券 图表 26. 三种液冷方式知识产权分布情况 资料来源赛迪研究院，中银证券 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 16 行业机会向产业链多方延伸 产业链逐渐成型，上中下游均可受益 液冷行业上游主要为产品零部件，包括接头、 CDU、电磁阀、 TANK、 maniflod 等。中游主要为液冷服 务器，包括四个主要类型的服务器，以及闭式循环和非闭式循环服务器。此外还包括数据中心的集 成运维设施、产品及部件，从冷板部件到机柜，再到数据中心 液冷集成模块。 服务器及相关集成产品主要用于为下游行业在云计算、人工智能及物联网等方面提供服务。国内下 游行业主要包括互联网、金融、电信、政府、交通和能源等信息化程度相对较高的行业，涵盖智慧 计算、电子政务、企业信息化、关键应用以及民生等相关领域，包括三大电信运营商，以及腾讯、 阿里巴巴等互联网大型企业。 图表 27. 液冷相关产业链 资料来源中国通信院，中银证券 据赛迪研究院， 2020 年中科曙光、华为、阿里和联想位于我国液冷中心市场领导者地位， 2022 年格 局预计有所变动，浪潮信息或进入领导者象限。 图 表 28. 2020 年中国液冷数据中心厂商竞争力矩阵图 资料来源赛迪研究院，中银证券 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 17 产业链环节 之 服务器厂商 受益 最为直接 受益于液冷需求带动，服务器行业迎来新的更新驱动因素，带动重回高景气周期。产品方面，液冷 相关产品售价、利润率优于传统风冷技术产品，可以给客户带来明确、可观的效益。 行业具有较高的进入壁垒，先进入者具备先发优势。 （ 1） 技术壁垒。 液冷数据中心基础设施产品的 研发和制造涉及冷却技术、制冷系统设计及仿真技术、温湿度解耦控制算法等多项技术领域，要求 企业具备成熟、深入的技术积累。（ 2） 专业人才壁 垒。 液冷数据中心基础设施领域属于新兴技术密 集型产业，产品性能涉及材料化学、热力学、电子学、计算机科学等多种学科技术成果，并且因数 据中心复杂多样，相应的制冷系统存在定制化特征，因此对研发技术人员的技术研发能力和行业经 验要求较高。（ 3） 客户认证壁垒。 出于安全性、稳定性等考虑，企业客户在选择液冷数据中心基础 设施供应商时通常需要进行严格的资质验证。另一方面，客户在与液冷数据中心基础设施供应商建 立生产配套关系后，倾向于维持与现有技术供应商的合作，不会轻易更换主要供应商，因此先进入 者具有先发优势。 总结以上，我们认为目 前率先布局液冷技术的服务器厂商具有显著的先发优势，将率先受益。我们 梳理了布局液冷服务器的厂商及其主要产品，如下 1、 浪潮信息全栈布局液冷，实现业界首次大批量交付 2022 年浪潮提出 ‚ All In 液冷‛ 全栈布局液冷，实现服务器全产品线支撑液冷，并进一步升级液冷智 算中心解决方案，实现数据中心 PUE1.1。目前，浪潮信息已拥有 100 多项液冷技术领域核心专利， 并已参与制定与发布 10 余项冷板式液冷、浸没式液冷相关设计技术标准，同时联合牵头立项及撰写 冷板式液冷核心技术的 4 项标准。 2022 年浪潮信息发 布全栈液冷产品，通用服务器、高密度服务器、整机柜服务器、 AI 服务器等四大 系列均支持冷板式液冷，同时浪潮信息亚洲最大液冷数据中心研发生产基地‚天池‛正式投产，年 产能达到 10 万台，实现了 业界首次冷板式液冷整机柜的大批量交付， 整体交付周期在 5-7 天之内， 助力数据中心绿色低碳发展 。 浪潮信息液冷产品和解决方案已经在互联网、金融、教科研等领域得到广泛应用。 浪潮信息与京东 云联合推出天枢（ ORS3000S）液冷整机柜服务器，数据中心部署总体能耗降低 40以上，散热效率 提升 50，性能提升 34-56，已经在 京东云数据中心实现规模化部署。 图表 29. 浪潮液冷数据中心产品全景图 资料来源公司公告，中银证券 2022 年 9 月 22 日 低碳之下， IDC“液冷时代‛契机来临 18 2、 曙光数创浸没相变液冷领导者 浸没相变液冷技术为核心竞争力。 公司主要现有产品按照技术路径可以分为浸没相变液冷数据中心 基础设施产品、冷板液冷数据中心基础设施产品以及模块化数据中心三大类。公司浸没相变液冷技 术具有超强散热效能、可实现超高密度部署和极低 PUE 特征，提供核心竞争力。冷板液冷数据中心 采用液冷为主、风冷为辅的混合冷却模式，降低冷却系统消耗，增强服务器可靠性。 公司的浸没相变液冷技术解 决了传统冷却技术存在的‚功耗墙‛问题， 同时具有极佳的节能效果， 此外大幅降低了芯片核温，实现服务器内温度场均匀分布，提高了系统可靠性。 其 C8000 系列时能 够使得高功率密度数据中心 PUE 降至 1.051.2， 2019 年 C8000 系列首次大规模商业化部署，标志着数 据中心行业全浸式液体相变冷却技术在国内首次实现了大规模产品转化和部署。 从营收结构来看， 2019 年 -2022H1 公司浸没相变液冷收入占总营收比重分别为 79.74、 69.78、 81.63、 75.75， 2021 年收入同比高增 42.15至 3.33 亿元。此外，浸没液冷产品毛利率保持 40以上水平。