1、液冷行业发展背景与核心驱动
数据中心散热核心价值:数据中心核心由服务器、存储、网络设备构成,多模块协同提供算力,供电与制冷系统是其稳定运行的核心保障。芯片是算力建设的重要组成部分,但供电稳定性、热量排出效率是决定数据中心长时间稳定运行的关键因素。服务器运行消耗的能源以电能为主,绝大部分最终转化为热量,散热不足会导致芯片降频,严重时触发停机保护。散热系统不仅影响电费支出,进而作用于数据中心整体运营成本,同时也是保障服务器持续稳定输出算力的核心环节。
液冷产业链构成与定位:液冷产业链参与主体主要分为两类:a. 解决方案集成商:负责液冷相关集成解决方案输出,核心零部件部分自研、部分外采,极少有企业实现全链路全覆盖,以保障运营效率;b. 零部件供应商:负责液冷相关新技术开发,产品供应给解决方案供应商、数据中心建设方或终端客户做配套。从数据中心建设成本结构来看,电冷相关基础设施投资占总投资额的5%,虽然价值量占比低,但对运营成本、运营稳定性的影响极高,是数据中心建设运营的核心重要环节。
液冷市场空间与需求支撑:液冷行业增长具备多重需求支撑:a. 国内算力基础设施快速扩容:国内标准机架数量从2019年的315万架增长至2024年的900万架,未来仍将保持持续增长态势;同时智能算力(对应高密度设备算力)增速远高于常规算力,高密度设备占比提升带动散热需求快速增长,液冷市场空间不能仅按机架数量推算,还需考虑新增机架所用芯片类型、单柜功率,普通数据中心与高密度AI数据中心的散热投入存在较大差距,当前AI算力爆发阶段液冷需求已出现实质性大幅增长。b. 全球市场空间广阔:2024年全球液冷市场规模为35亿美元,未来2-3年将快速增长至千亿人民币级别,当前需求核心贡献来自北美。c. 北美资本开支提供强支撑:北美头部CSP公司2024年后为支撑AI大模型训练算力需求持续提升资本开支,2025年下半年、2026年增速有加速迹象,2026年北美科技巨头资本开支规划分别为:亚马逊2200亿美元、谷歌2000亿美元、微软1750亿美元、Meta1400亿美元、甲骨文900亿美元、OpenAI500亿美元,资本开支大头投向算力数据中心建设,为液冷需求提供明确支撑。
芯片功耗提升的刚需逻辑:液冷需求核心驱动是服务器热量不断集中,单芯片功耗、热密度持续提升,传统风冷已无法满足当前芯片散热需求。英伟达历代算力芯片功耗增长趋势明确:2020年发布的A100芯片功耗为400W;2022年推出的H100芯片功耗达700W,较A100增长75%;2024年推出的Blackwell架构GB200芯片,单GPU功耗超1000W,对应整套芯片组合散热需求达2700W;下一代Rubin架构芯片单GPU功耗已达2300W,完全放弃风冷方案,液冷成为唯一可选散热路径。当前Rubin芯片2026年5月已发布量产信息,2026年三季度加速投产,进一步验证液冷需求已进入实质性放量阶段。
2、液冷技术经济性对比分析
液冷技术分类与PUE指标:液冷技术可按两大维度划分:一是按冷却介质是否直接接触电子元件,分为直接接触式(浸没式)、非接触式(以冷板方案为主);二是按冷却液降温过程是否发生相变(即液态与气态相互转换),分为单相(如乙二醇、去离子水,无相变)和两相/多相(如氟化液,可发生相变),还可根据数据中心结构将机柜进一步划分为立式、卧式。PUE是衡量数据中心能耗水平的核心指标,计算方式为数据中心总能耗除以IT设备能耗,若服务器用1度电、机房总耗电1.4度,则PUE为1.4,超出IT设备的能耗主要来自制冷、供配电损耗及其他配套消耗。当前国内政策已对数据中心PUE设置上限要求,引导产业高端化发展,液冷是未来降低PUE的核心选项。
液冷与风冷的经济性对比:典型数据中心运营结构中,制冷相关支出占比约20%-24%,是核心成本优化方向。建设阶段制冷相关投资占比较低,仅为2%以内,但运营阶段制冷系统对整体系统效率、运营成本影响显著。液冷与风冷的运营支出差异主要体现在能耗、服务保养层面:液冷采用高温水即可满足散热需求,可实现全年全地域自然冷却;传统风冷搭配冷冻水机组的出水温度需达15-20摄氏度,多数地区夏季需开启制冷压缩机,且液冷省去大部分风扇及空调系统损耗,在降低PUE的同时可减少大量电费。虽然液冷应用可能增加初期投资,但可通过运营成本节约回收投入,以10兆瓦数据中心为例,液冷方案PUE可达1.15,风冷加冷冻水方案PUE为1.35,液冷仅需2年出头即可回收额外增加的初始投资。
不同液冷方案的成本对比:基于华北地区的测算案例,测算前提为30千瓦机柜、服务器负载80%、IRR约10%、设备折旧10年、土地折旧30年、12个月内现金上架,对三种主流散热方案的全生命周期成本进行对比:a. 风冷方案:水冷冷却机组+精密空调;b. 冷板式液冷:冷板+间接蒸发冷却;c. 单向浸没式液冷。测算结果显示,冷板式液冷无论是初始投资还是运营支出均具备优势,全生命周期成本分摊后每IT千瓦每月成本为1028-1086元,优于单向浸没式,更优于风冷方案;单向浸没式虽然运营成本更低,但初始投资相对较高,综合成本表现弱于冷板式液冷。
3、主流液冷技术路径解析
冷板式液冷技术:冷板式液冷运行时,冷却液进入与芯片直接接触的冷板带走芯片热量,再进入冷量分配单元换热后重新循环,设施侧与服务器侧通过CDU换热器隔开,可分别管理水质、压力、温度。其中单项方案冷却液全程保持液态,流程相对易控;两项方案液体在热源附近蒸发、冷源附近冷凝,需额外配置压力控制、两项流分配模块,对运行稳定性要求更高。该技术与现有服务器风冷、风液混合模式兼容性好,易部署,行业竞争核心围绕冷板热阻与压降兼顾能力、接头可靠性与快插性能、系统批量交付能力展开,以上因素直接影响客户最终选择。
浸没式液冷技术:浸没式液冷将整个服务器及电子元器件浸没在绝缘冷却液中散热,单项方案靠液体升温完成换热,两项方案通过液体沸腾、蒸汽冷凝的循环实现散热。该技术可覆盖更多发热器件,服务器内部无风扇,但与冷板式的核心差异在于,需要对包含机柜在内的整个系统做专属设计,对服务器维修、检修的要求更高。目前该技术以试验性方案为主,真正投入商用的相对较少。
喷淋式液冷技术:喷淋式液冷让冷却液定向接触发热元件,吸热后集中回收。相比整体浸泡的浸没式方案,该技术可减少冷却液用量,可针对不同器件的散热特性做单独设计,但也存在较多技术难点:一是喷淋均匀性控制难度高,二是喷嘴易堵塞,三是液体回收、维修检修均属待解决的新课题。目前该技术属于技术候补方案,尚未成为主流方案。
4、液冷产业链价值量拆分
英伟达GB300机柜结构:GB300为2025-2026年上半年量产的主力机型,采用grace CPU加上black rail300GP方案。单柜含18个计算托盘(上方10个、下方8个),中间搭配9个交换托盘,其余部件包含电源模块、管理系统及对应端口。每个计算托盘内置2颗CPU和4颗GPU,折算下来单柜共配置36颗CPU、72颗GPU,单柜功耗142千瓦。该机柜集成度高,托盘连接紧密,对散热要求较高,背面设置冷却液的流入、流出孔;托盘采用铜板材质的液冷板覆盖CPU与GPU核心热源,热端、冷端分别以红色、蓝色标识,冷冷却液从冷端流入,流经冷板升温后从热端流出完成散热循环。
冷板式系统环节价值占比:冷板式液冷系统分为一次侧、二次侧两大组成部分,各环节价值占比明确:a. 一次侧为室外冷源,价值占比22%,主流方案包括干冷器、冷却塔两类:干冷器依靠外部空气带走盘管内液体热量,无需持续补水,更适配高温场景,代表厂商有维地、四方、英维克、申林、新聚等;冷却塔依靠蒸发散热,需持续补水及水处理,有闭式、混合等工程方案,代表厂商以伊美高、马利、比扬基等外资企业为主。b. 二次侧总价值占比48%,其中液冷换热控制单元(原文表述为CPU)为系统换热与流量控制中心,是单一设备价值最高的环节,占比25%,核心零部件包括水泵、板式换热器、电动调节阀、压力传感器、流量计,属于集成化产品,全球市场中伟力份额约40%,施耐德收购的海外企业Motiver份额约20%,第三为加拿大企业酷it;剩余二次侧环节中冷板占20%,manifold与快插接头占16%,管路、水泵、阀件占12%。
英伟达两代芯片液冷价值:英伟达GB300与下一代Rubin两代产品的单柜液冷价值量差异显著:a. GB300机型单柜液冷总价值量为11.5万美元,按市场规模测算,预计2026年可带动超80亿美元的相关市场,其中快插接头价值1.5万美元、冷板价值2.8万美元、CDU价值4万美元,剩余为manifold及其他零部件价值。b. Rubin机型采用全液冷方案,技术升级明显,单柜功耗提升至225千瓦,单柜液冷总价值量较GB300上涨15%至13万美元,核心部件价值均有不同程度调整:冷板提升至4.5万美元、CDU提升至5万美元、快插接头维持1.5万美元、manifold价值为2万美元。
液冷技术迭代方向:当前液冷行业持续涌现新技术方案,金刚石散热、微通道冷板等技术逐步落地,其中微通道冷板已在PB代产品中应用,其流道为微米级,可有效提升换热效率,但同时抬高了制造难度,对焊接密封性、结构形状控制、后期检测等环节的要求更高。液冷行业的发展将拉动上游相关产业的新增需求,今年以来机床、检测等行业已出现明显的业务增量。
5、非英伟达算力液冷需求
云厂商自研芯片液冷需求:海外云厂商自研算力芯片进展清晰:a.谷歌进展相对较快,配套V7的TPU机柜已经量产,其液冷单柜价值量约5.5万美金,约为英伟达GP300液冷单柜价值量的一半左右;b.亚马逊自研芯片服务器预计2026年四季度上线,Meta自研芯片服务器预计今年下半年上线。云厂商自研芯片的兴起,将为液冷行业带来更多新增需求。国内多数厂商暂难直接切入英伟达供应链,多以间接方式参与,而在云厂商自研芯片相关液冷市场中,国内厂商有望取得相关订单与合作进展。
6、液冷行业核心参与企业
英维克:英维克成立于2005年,长期专注精密温控节能解决方案,传统主业为机房温控、户外机柜温控,后续拓展至储能温控、芯片级散热等领域,液冷业务与原有主业技术连续性较强。公司此前在机房温控领域积累了大量数据中心客户及设施侧运行经验,储能温控业务又积累了液冷循环、系统控制、批量交付能力,为服务器数据中心液冷业务布局提供了技术支撑。2018-2019年公司陆续发布服务器液冷相关方案,目前已形成cool inside全链条产品布局,覆盖范围从原有冷源端延伸至CP、冷板、快插接头、分水器等相关零部件。过往经营层面收入、利润均稳健增长,2025年实现收入60亿元人民币,归母净利润5.22亿美元;2026年收入端持续增长但利润承压,主要原因是前期投入成本开支较大,且大项目交付节奏影响利润确认,季度业绩存在波动。目前公司正在对接国内外客户,已拿到相关订单,快插接头产品已进入英伟达生态体系,获得头部客户认可,未来有望获取更多合作机会。
声音环境:声音环境最早主营专用空调及特种环境温控业务,过去已布局数据中心领域相关业务,同时在工业、核电等领域拓展顺利,沉淀了洁净度、湿度、耐腐蚀、连续运行需求相关的技术经验,助力公司实现技术能力转型。公司2011年左右即开始研究数据中心液冷散热技术,参与了国内较早的移动南方基地相关项目,且长期与H股公司在数据中心温控系统领域合作紧密,是其主要供应商,目前液冷业务已取得较大突破。经营层面收入端快速增长,2026年利润端暂时承压,但现有订单情况良好,2026年上半年数据中心服务板块收入增速较快,板块订单规模为去年同期的2.3倍,其中液冷相关新订单达18亿元,将较快兑现至业绩层面。后续增长主要看新产能落地及海外市场拓展情况,公司当前正在推进东南亚、北美本土化服务体系建设,若未来形成跨区域项目服务能力,有望获取更多订单,随着项目逐步落地将实现从量变到质变的转化。
同飞股份:同飞股份此前主营工业级温控业务,在机床、激光、电子、储能等领域处于行业领先地位,较早布局数据中心零部件相关业务。2022年公司推出CDU产品并完成验证,2023年陆续推出冷板式、浸没式液冷系统产品,业务体系快速从单一零部件向模块化、整体集成方向拓展。经营层面收入端保持快速增长,未来订单将持续兑现,目前已与科华数据、中兴通讯等国内外企业建立合作关系,CDU、分水器、干冷器等零部件产品及集成冷站、浸没箱体等集成式产品均已完成验证。
曙光数创:曙光数创是国内浸没式液冷领域领先企业,最早围绕数据中心建设业务布局,主要提供冷板式、浸没式两类液冷产品。其中浸没式液冷散热能力更高,公司相关方案成熟,主要应用于国家超算中心等高散热需求场景,现有成熟产品体系可匹配不同客户需求。公司具备核心零部件自制能力,目前大部分核心零部件已完成自制,还创新性开发了多款行业领先产品。
境外参与主体:当前液冷行业中,技术、项目经验领先的参与主体以台企和外资为主,台企代表包括奇宏、酷冷至尊、双宏,三家均主营机房或数据中心相关散热业务,受益于本轮液冷行业放量,但部分零部件产能不足,将为国内零部件供应商带来合作机会。目前行业竞争较为激烈,除原有温控企业跨界布局数据中心液冷业务外,超威等电源、服务器组装类企业也进入液冷赛道。当前行业需求处于集中爆发阶段,海外企业扩产进度相对较慢,国内制造业在需求爆发期响应速度较快,有望把握本轮行业发展红利,实现业绩增长。
7、液冷行业投资展望
行业投资逻辑与展望:液冷行业需求核心来源于AI计算密度提升、机房规模建设扩大,当前行业处于AI算力爆发式增长早期阶段,多数方案及供应商尚未确定,即便竞争激烈,仍存在较多发展机会。需求端,短期需求主要来自北美,零部件环节企业将率先受益,目前行业内多家公司上半年已参与产品送样,预计伴随Rubin一代产品量产,国内相关公司将于2026年下半年进入业绩兑现期。中长期维度看,整体解决方案供应商业绩弹性更大,核心客户供应体系前期验证周期较长,一旦成功进入供应体系,后续将收获可观业务增量。此外,国产算力预计将实现较快发展,面向国产算力场景时,国内液冷方案供应商具备更为突出的竞争优势,将充分受益于国产算力发展浪潮。
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