当前全球AI端侧应用爆发，各大厂商算力紧缺加剧。

以国内字节豆包模型为例，据最新统计，豆包大模型的用户下载量已成为全国第一、全球第二，其月活跃用户数也迅速增长。

其下载量剧增的背后是算力需求的激增，对算力数据中心服务器有强劲需求。

算力中心扩建带来的不仅是基础建设，更多的是高耗能背后的散热需求。

英伟达CEO黄仁勋曾明确表示，液冷技术是未来趋势，将带动整片算力散热市场全面革新。

此外，2025年英伟达机柜将迎来批量出货，单机柜功率预计达到125KW。英伟达将采用液冷散热解决方案，以解决高功耗GPU的散热问题。

2025年有望成为液冷技术实现从1到10的首个转折点。

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液冷行业概览

数据中心冷却技术包含风冷冷却、水冷冷却、自然冷却及液冷冷却等技术。

其中，风冷和液冷是主流冷却技术，分别通过空气和液体的热传递来实现降温效果。

当服务器功率密度普遍超过20kW时，将推动数据中心从风冷向液冷技术的转变。

液冷技术通过液体的循环流动带走发热部件的热量，能够更有效地降低设备的温度。

液冷主要包括冷板式液冷、浸没式液冷和喷淋式液冷技术三种。

冷板式液冷

目前冷板式液冷在行业中成熟度最高，商用基础稳固。

冷板式液冷是服务器芯片等高发热元件的热量通过冷板间接传递给液体进行散热，低发热元件仍通过风冷散热的一种方式。

冷板式液冷特点在于冷却液并不直接接触发热设备，而是通过冷板进行热量传输，通常无需改变数据中心的机柜结构。

冷板系统主要由冷却塔、CDU、液冷管路、冷却介质和液冷机柜等组成。

液冷机柜又包括液冷板、设备内液冷管路、流体连接器及分液器等关键部件。

冷板式液冷系统部件拆分图：

2024年1月18日，浪潮信息与英特尔联合发布《全液冷冷板系统参考设计及 验证白皮书》，是全球首个液冷冷板服务器参考设计。

该液冷方案实现了系统中95%左右的热量通过冷板接触热源由液体直接带走，剩余 5% 左右的热量经由 PSU 电源后置的风液式换热器里面的冷却水带走，系统级即可实现 接近 100%液冷热捕获率。

浸没式液冷

浸没式液冷是服务器完全浸入冷却液中，全部发热元件热量直接传递给冷却液，通过冷却液循环流动或蒸发冷凝相变进行散热的一种方式。

浸没式液冷设备在结构上更为简洁，去除了压缩机等制冷部件，仅由冷却液和循环泵组成。

根据冷却过程中是否发生相变，浸没式液冷分为单相和两相两种。

两相浸没式液冷系统：能够提供更出色的冷却效果，且具有更高的传热系数和散热极限；但是设计具有挑战性，成本也相对昂贵，因此浸没式液冷的研发进展较为缓慢。

浸没式液冷方式对技术要求较高，涉及服务器外壳设计、主板改造、散热系统升级和密封性等多重改造，主要由服务器厂商负责生产。

整体来看，浸没式和冷板式液冷在机房侧的架构基本相同，主要差异在于ICT设备侧。

短期角度来看，冷板式液冷因成熟度高、运维难度低，非常适合当前数据中心从风冷到液冷的转型期。

从长远发展来看，浸没式液冷在散热效率、单机柜功率和空间利用率上相较于冷板式液冷具有更明显的优势，可适配更高功率密度的机柜和数据中心。

在超算和高性能计算领域，全浸没式液冷式服务器有望成为未来技术趋势。

浸没式液冷示意图：

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液冷产业链

液冷产业上游主要是相关零部件；中游是液冷服务器、液冷交换机等IT设备的提供商；下游包括算力使用者和第三方IDC服务商。

当前液冷产业生态尚未完全成熟，业内还没有服务器与机柜的统一接口规范标准。

由于机柜与服务器需要深度耦合，而各家服务器设备、冷却液、制冷管路、供配电等产品形态各异，不同厂家产品接口不同、不能互相兼容，势必限制竞争，影响产业的高质量发展，因此需要产业链上下游的协同推进。

液冷服务器上游

液冷服务器上游零部件主要包括产品零部件及液冷设备，液冷系统一次侧和二次侧产品等。

以英伟达GB200 NVL72服务器为例，其液冷散热器是由冷却板、冷却液分配装置、分歧管、RDHx/风扇以及快接头等核心部件构成。

英伟达GB200 NVL72系统已采用液冷设计，其进水温度为25℃、出水温度为45℃，具备高效的散热性能。

国内大多数液冷设备及零部件市场存在众多生产厂家，竞争格局相对分散。

例如，液冷服务器接头主要厂商有英维克、中航光电、高澜股份等；核心CDU冷却液分配装置大多由中游温控厂商自主生产，英维克、高澜股份、同飞股份等，此外也有强瑞技术等厂商；电磁阀有三花智控等；佳力图核心技术包括数据中心冷冻站集中控制系统等。

而以氟化液为主的冷却液市场集中度相对较高，全球主要由3M主导，销量占据全球份额的90%以上，国内厂商代表有巨化股份、新宙邦、永太科技等。

液冷服务器中游

液冷产业链中游包括液冷服务器和液冷交换机等IT厂商、芯片厂商以及液冷集成设施、模块与机柜等。

根据IDC数据，2024年上半年，我国液冷服务器市场厂商份额前四大厂商分别为浪潮信息、超聚变、宁畅和新华三。

资料来源：IDC

对比2022年和2023年数据来看，液冷市场中头部厂商的份额增长明显，其中浪潮占据超过50%的份额；宁畅作为市场份额第三的厂商市占率持续增长；新华三在2023年和2024年上半年也都取得了更大的市占率，并且超过联想成为行业第四。

液冷交换机方面，阿里和锐捷网络合作产品LiquidTigatron交换机采用先进的液冷技术；新华三提供多种型号的液冷交换机，如S5500V2-52C-EI等。

液冷服务器下游

液冷服务器下游算力使用者主要包括三大电信运营商、互联网企业、第三方IDC服务商以及政府和其他行业客户。

中国移动、中国电信、中国联通三大运营商联合发布了《电信运营商液冷技术白皮书》，提出了未来三年的液冷技术发展规划：2024年新建项目10%规模试点液冷技术，推进液冷机柜与服务器解耦，推进产业生态成熟，降低全生命周期成本；2025年及以后开展规模应用，50%以上数据中心项目应用液冷技术。

阿里主要围绕浸没式液冷深入布局，阿里在杭州的首座云计算数据中心也是全球规模最大的全浸没式液冷数据中心仁和数据中心已正式投入运营。

百度发布的《天蝎4.0液冷整机柜开放标准》，为冷板液冷技术的发展提供了重要的技术支撑和标准引导；京东的整机柜液冷技术已经规模投入其机房中。

此外，第三方IDC服务商包括万国数据、世纪互联、光环新网、数据港、秦淮数据、润泽科技等也是液冷的产业链的重要参与者。例如，润泽科技2023年已经交付了行业内首例整栋纯液冷智算中心整栋液冷数据中心；世纪互联在江苏太仓基地部署了目前国内最大的冷板式液冷数据中心集群。

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液冷服务器市场竞争格局

液冷技术本身的壁垒并不高，但是算力液冷的难点在于对服务器的改造。

由于服务器通常承载着客户的核心业务，因此对稳定性的要求非常高。

全球液冷市场早期主要是由海外顶尖的芯片和服务器厂商IBM和英特尔等参与。

2011年，我国厂商中科曙光率先开始服务器液冷技术的探索与研究，并于2013年完成了首台冷板式液冷服务器原理机和首台浸没式液冷原理验证。

2015-2018年，中科曙光、华为、浪潮信息、联想、阿里巴巴等一众国产厂商先后实现了液冷服务器大规模商业应用项目的落地，实现弯道超车。

2022年，浪潮信息发布全栈液冷产品，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。

在2023年世界互联网大会上，中兴通讯展示了新一代数据中心全域液冷解决方案。在2024年MWC世界移动通信大会上，中兴通讯又推出了高密度全液冷整机柜IceCube。

国内外液冷技术发展历程：

近年来，随着AI加速发展，国内液冷产业景气度持续上升，产业链各环节入局者众多，飞荣达、科华数据、光迅科技、网宿科技、拓维信息等一众厂商在各领域都有参与布局；第三方厂商也加速进入这一市场，专业温控厂商英维克、申菱环境和高澜股份等已有多个项目成功落地。

当前全球AI端侧应用百花齐放，随着科技厂商陆续加在投入，包括服务器在内的各环节重要性和价值量都会提升。

来源：乐晴智库精选