>> 財信證券-計算機行業(yè)數(shù)據(jù)中心液冷行業(yè)深度報告：大模型&大算力帶來高功耗，液冷技術(shù)有望加速導(dǎo)入-231019
| 上傳日期： |
2023/10/23 |
大小： |
3198KB |
| 格式： |
pdf 共41頁 |
來源： |
財信證券 |
| 評級： |
看好 |
作者： |
何晨 |
| 行業(yè)名稱： |
計算機 |
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投資要點：
液冷是一種用液體來冷卻電子設(shè)備的散熱技術(shù)，能夠顯著提高數(shù)據(jù)中心散熱效率。液冷技術(shù)根據(jù)冷卻液與發(fā)熱器件的接觸方式不同，可以分為間接液冷和直接液冷，其中間接液冷主要包括冷板式液冷，直接液冷包括浸沒式液冷和噴淋式液冷。冷板式液冷和浸沒式液冷是目前主流的液冷形式，冷板式液冷應(yīng)用最為廣泛，在改造成本、可維護性、兼容性方面具備優(yōu)勢；浸沒式液冷冷卻效果最好，節(jié)能性上優(yōu)勢明顯，但可維護性和兼容性一般，多用于高功率密度機柜。
當前數(shù)據(jù)中心溫控方式仍以風冷為主，液冷方案中冷板式技術(shù)更為普及。2022年數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)的滲透率大概在5%~8%左右，風冷仍然占據(jù)90%以上的市場份額。按照服務(wù)器出貨量口徑統(tǒng)計，2023H1我國冷板式液冷服務(wù)器比例為90%左右，浸沒式液冷滲透率為10%。
數(shù)據(jù)中心算力與能耗水漲船高，逐漸超出風冷散熱閾值，液冷散熱已是趨勢所向。Chatgpt為代表的生成式人工智能模型拉升算力需求，百億參數(shù)成為模型涌現(xiàn)門檻，算力成為大模型性能提升的關(guān)鍵。大模型帶來大算力，大算力帶來高功耗，Intel的多款CPU芯片的TDP已突破350W，NVIDIA的H100系列GPU芯片TDP更是達到700W。這也導(dǎo)致單服務(wù)器和單機柜功率均顯著上升，已經(jīng)逐漸超出風冷散熱的覆蓋范圍，液冷散熱已成為必然趨勢。
PUE限制是現(xiàn)階段液冷技術(shù)發(fā)展的核心驅(qū)動力。PUE代表數(shù)據(jù)中心能源使用效率，等于數(shù)據(jù)中心總耗電/IT設(shè)備耗電，比值越接近于1，說明能源越接近全部都用于IT設(shè)備負載上。我國數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.49，仍有半數(shù)區(qū)域的數(shù)據(jù)中心PUE位于1.5以上。近幾年，國家與地方出臺了一系列針對新建與老舊數(shù)據(jù)中心PUE的管控計劃，明確要求東、西部樞紐節(jié)點數(shù)據(jù)中心PUE分別控制在1.25、1.2以下。而傳統(tǒng)風冷方案的數(shù)據(jù)中心PUE一般在1.5左右，高于政策要求的范圍；液冷方案能夠有效降低冷卻系統(tǒng)的能耗水平，從而將數(shù)據(jù)中心整體PUE降低到1.05-1.2左右，滿足相關(guān)的政策要求。
數(shù)據(jù)中心TCO是液冷技術(shù)規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素。數(shù)據(jù)中心總成本（TCO）包括建設(shè)成本（Capex）和運營成本（Opex）。根據(jù)奕信通科技在2022年數(shù)據(jù)中心標準峰會發(fā)布的報告進行測算，以華東地區(qū)數(shù)據(jù)中心建設(shè)情況為例，現(xiàn)階段冷板式液冷方案的TCO甚至Capex已經(jīng)低于風冷，浸沒式液冷方案的TCO也將在運行五年左右之后出現(xiàn)低于風冷方案的拐點。但是該測算結(jié)果依賴于一定的前提條件：如機柜功率達到30KW、不計算服務(wù)器折舊和服務(wù)器運營支出、水電費與房租等運營成本按華東地區(qū)情況計價、采用集中式大型IDC機房且IT設(shè)備在12個月線性上架后實現(xiàn)80%負載率、外界氣溫對制冷系統(tǒng)的能耗求較高等。因此在西北部地區(qū)、較小型數(shù)據(jù)中心等場景下液冷技術(shù)的經(jīng)濟性尚沒有完全體現(xiàn)。但在數(shù)據(jù)中心發(fā)展的大型化、集約化的趨勢下，且液冷方案仍存在每年降本5-10%的空間，再考慮到液冷方案能夠有效延長服務(wù)器使用壽命，未來液冷數(shù)據(jù)中心TCO的優(yōu)勢將更加明顯。
數(shù)據(jù)中心液冷未來市場規(guī)模估算：到2025年，中國數(shù)據(jù)中心液冷市場規(guī)模將達到359億元左右，CAGR達到72.4%；AI數(shù)據(jù)中心液冷市場規(guī)模將達到280億元左右，CAGR達到71.4%；通用數(shù)據(jù)中心液冷市場規(guī)模將達到79億元，CAGR達到76.2%。
相關(guān)標的和投資建議：由于液冷設(shè)備與基礎(chǔ)設(shè)施主要依附于服務(wù)器和機房而存在，建議關(guān)注：1）服務(wù)器產(chǎn)品技術(shù)實力雄厚，積極布局液冷技術(shù)的服務(wù)器廠商：曙光數(shù)創(chuàng)、浪潮信息；2）多年深耕溫控領(lǐng)域，多點布局的機房溫控廠商：英維克。
風險提示：產(chǎn)業(yè)政策不及預(yù)期風險；人工智能技術(shù)發(fā)展不及預(yù)期風險；芯片算力與功耗發(fā)展不及預(yù)期風險；液冷技術(shù)發(fā)展不及預(yù)期風險；行業(yè)競爭加劇風險
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