1.1、政策背景：國家政策指導全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均PUE降到1.3以下、樞紐節(jié)點降到1.25以下

全球主要國家承諾最晚于 2050 年完成碳中和計劃，數(shù)據(jù)中心綠色、低碳政策陸 續(xù)出臺實施。政府間氣候變化委員會在 2018 年 10 月 8 日發(fā)布特別報告提出將全球 變暖限制在 1.5°C，需要在土地、能源、工業(yè)等方面加速轉型，到 2050 年左右達到 “凈零”排放。切實到各國的數(shù)據(jù)中心的低碳政策，美國政府通過 DCOI 數(shù)據(jù)中心 優(yōu)化倡議等舉措，以整合和關閉數(shù)據(jù)中心、設定數(shù)據(jù)中心 PUE 及服務器使用率具體 標準等方式，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心 PUE 從平均 2.0 以上下降到近一半大型數(shù)據(jù)中心達到 1.5 甚至 1.4 以下。

新加坡發(fā)布的《綠色數(shù)據(jù)中心技術路線圖》提出提高冷卻設備效 率、IT 設備溫濕度耐受能力、數(shù)據(jù)中心的資源調(diào)度和負荷分配集成優(yōu)化能力等建議。 歐盟通過 2020 年歐盟數(shù)據(jù)中心能源效率行為準則的最佳實踐指南和和歐洲數(shù)據(jù)中心 能源效率現(xiàn)狀白皮書進一步細化和規(guī)范了數(shù)據(jù)中心 PUE、SUE、DCiE 等綠色指標。

為推動行業(yè)規(guī)范和快速發(fā)展，國家工信部等部門相繼發(fā)布數(shù)據(jù)中心指導政策。 2021 年 11 月，國家發(fā)改委聯(lián)合網(wǎng)信辦、工信部、能源局共同發(fā)布《貫徹落實碳達峰 碳中和目標要求推動數(shù)據(jù)中心和 5G 等新型基礎設施綠色高質量發(fā)展實施方案》，指 出堅持集約化、綠色化、智能化建設，加快節(jié)能低碳技術的研發(fā)推廣，支持技術創(chuàng) 新和模式創(chuàng)新。全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均電能利用效率降到 1.3 以下，國 家樞紐節(jié)點進一步降到 1.25 以下，綠色低碳等級達到 4A 級以上。

1.2、概念解析：液冷技術在散熱效率、適用功率等方面優(yōu)于風冷，其中浸沒式液冷可將平均PUE降至1.2以下

數(shù)據(jù)中心基礎設施是支撐數(shù)據(jù)中心正常運行的各類系統(tǒng)的統(tǒng)稱，具體包括制冷、配電、機柜、布線、監(jiān)控等系統(tǒng)，是數(shù)據(jù)中心的組成部分之一。數(shù)據(jù)中心是用于在 網(wǎng)絡上傳遞、加速、展示、計算和儲存數(shù)據(jù)信息的物理場所，主要應用于對數(shù)據(jù)計 算和儲存有較大需求的組織。一個完整的數(shù)據(jù)中心由 IT 設備和基礎設施共同構成。數(shù)據(jù)中心可根據(jù)基礎設施的標準機架數(shù)量進行劃分。《工業(yè)和信息化部、發(fā)展改 革委、國土資源部等關于數(shù)據(jù)中心建設布局的指導意見》文件中，將數(shù)據(jù)中心劃分 為超大型、大型、中小型三類。不同類型的數(shù)據(jù)中心機架規(guī)模不同，對應的基礎設 施解決方案也不相同。

數(shù)據(jù)中心基礎設施可按照不同制冷方式進行劃分風冷數(shù)據(jù)中心基礎設施和液冷 數(shù)據(jù)中心基礎設施。風冷方式發(fā)展起步早，技術較為成熟，液冷方式是近幾年由于 數(shù)據(jù)中心對散熱需求提升而出現(xiàn)的新方式，技術尚處于發(fā)展階段。液冷方式又分為 冷板式液冷和浸沒式液冷兩種，其中浸沒式液冷方式可再細分為相變浸沒式液冷和 非相變浸沒式液冷。

冷板式液冷為間接接觸型，浸沒式液冷為直接接觸型。風冷是以空氣作為冷媒， 通過空氣與發(fā)熱部件接觸換熱實現(xiàn)散熱的冷卻方式。液冷是以液體作為冷媒的冷卻 方式，利用液體將數(shù)據(jù)中心 IT 設備內(nèi)部元器件產(chǎn)生的熱量傳遞到設備外，從而冷卻 IT 設備。其中，冷板式液冷是一種間接接觸型液冷，將冷板固定在散熱對象上，液 體在冷板內(nèi)流動將設備熱量傳遞帶走，實現(xiàn)散熱。浸沒式液冷是一種直接接觸型液 冷，將服務器等有散熱需求的 IT 設備完全浸沒在冷卻液中，通過液體的循環(huán)流動或 相變進行冷卻。

浸沒式液冷可將數(shù)據(jù)中心 PUE 降低至 1.2 以下，優(yōu)于風冷和冷板式液冷。對比 不同制冷方式，浸沒式液冷冷卻液和發(fā)熱設備充分接觸，散熱效率更高，可將數(shù)據(jù) 中心 PUE 降低至 1.2 以下，運行更穩(wěn)定，同時由于沒有風扇，噪音更低，符合國家 發(fā)改委對數(shù)據(jù)中心建設的政策指導目標，是未來數(shù)據(jù)中心基礎設施建設的發(fā)展方向。兩相浸沒液冷的能耗低于單相浸沒液冷。數(shù)據(jù)中心浸沒式液冷技術的能耗主要 由促使液體循環(huán)的泵和室外冷卻設備產(chǎn)生，根據(jù)冷卻液換熱過程中是否發(fā)生相變可 分為單相浸沒式液冷與兩相浸沒式液冷。其中，兩相浸沒式的冷卻液循環(huán)是無源的， 因此兩相浸沒液冷的能耗一般要低于單相浸沒液冷。由于浸沒式液冷的室外側通常 是高溫水，其室外冷卻設備往往可以利用自然冷源且不受選址區(qū)域的限制，從而起 到節(jié)能減排的目的。

1.3、典型應用：液冷技術商用條件逐漸成熟，國內(nèi)外實踐案例不斷增多

隨著液冷相關技術日益成熟，國內(nèi)外已有多家企業(yè)開始面向客戶提供針對不同 散熱需求下的液冷技術解決方案，一些科技公司也將基于液冷技術的散熱系統(tǒng)部署 于公司數(shù)據(jù)中心。 阿里云作為國內(nèi)領先的云服務提供商，是最早探索和實踐大規(guī)模液冷方案的科 技公司之一。2020 年 1 月，阿里云宣布向全社會開放“浸沒液冷數(shù)據(jù)中心技術規(guī)范”， 2020 年 9 月，仁和數(shù)據(jù)中心開服，采用服務器全浸沒液冷等多項節(jié)能技術進行規(guī)劃 設計與建造，PUE 低至 1.09，相比傳統(tǒng)風冷數(shù)據(jù)中心每年可節(jié)省 3000 萬度電，該 數(shù)據(jù)中心成為我國首座綠色等級達到 5A 級的液冷數(shù)據(jù)中心；2021 年 12 月，阿里云 發(fā)布磐久系列液冷一體機 Immersion DC 1000，整體能耗可下降 34.6\%。

中科曙光面向人工智能、大數(shù)據(jù)等多種應用場景，推出硅立方液體相變冷卻計 算機。硅立方液體相變冷卻計算機采用創(chuàng)新的浸沒液冷技術，PUE 低至 1.04，節(jié)能 效果顯著。硅立方將服務器芯片、主板在內(nèi)的所有計算部件浸沒于液態(tài)冷媒中，將 部件產(chǎn)生的熱量通過相變換熱的方式轉移出設備，實現(xiàn)了高效散熱。同時，硅立方 一個機柜功率密度可達到 160kW，是傳統(tǒng)風冷數(shù)據(jù)中心的 4-5 倍，能效比提升了 30\%。

馬來西亞氣象局數(shù)據(jù)中心為更好地捕捉局部強對流天氣，滿足三維播報所增加 的 27 倍算力需求，配置了聯(lián)想的冷板式液冷設備。在該系統(tǒng)中，水被送入服務器冷 板，在組件周圍循環(huán)，然后吸收熱量離開冷板，進入冷源實現(xiàn)冷卻。據(jù)測算，馬來 西亞氣象局應用液冷系統(tǒng)后，散熱效果高達 90\%，有力地支持了氣象預測的精度提 升。 Facebook 針對新加坡潮濕天氣打造了 Facebook 新加坡亞洲數(shù)據(jù)中心。該數(shù)據(jù)中 心采用 StatePoint Liquid Cooling 液冷系統(tǒng)，用水來降低氣溫，可以節(jié)約最高 20\%的 用水量。Facebook 還計劃全部使用可持續(xù)能源來給整個數(shù)據(jù)中心供電。

在浸沒式液冷解決方案的供給端，國內(nèi)外均有企業(yè)在積極布局。例如，總部位 于美國的 Green Revolution Cooling 主要提供數(shù)據(jù)中心單相浸沒式液冷解決方案，面 向高性能計算、邊緣數(shù)據(jù)中心、區(qū)塊鏈和加密貨幣等場景提供具有完整冷卻和電力 基礎設施的一站式模塊化數(shù)據(jù)中心；總部位于荷蘭的 Asperitas 采用自然對流驅動的 單相浸沒式液冷技術，其 HP Czone 系列產(chǎn)品可為各種高性能計算場景提供一站式解 決方案。在國內(nèi)，浪潮信息于2018年推出了小型可移動的浸沒式液冷超算TS4220LC； 中科曙光旗下的曙光數(shù)創(chuàng)推出了相變浸沒式液冷配套解決方案 C8000，能夠將 PUE 值降到 1.05 以下。

隨著邊緣算力需求的提升，液冷技術應用場景將從云端擴展到邊緣。終端算力 需求的提升使得傳統(tǒng)云算力逐漸下沉到邊緣，邊緣計算服務器功率密度及散熱需求 同步提升。為了降低數(shù)據(jù)中心制冷能耗，部分邊緣數(shù)據(jù)中心也開始引入液冷邊緣服 務器，以提升邊緣數(shù)據(jù)中心的能效水平。

2、思考二：液冷數(shù)據(jù)中心的現(xiàn)狀、規(guī)模和增長邏輯如何？

2.1、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀：在我國高密度數(shù)據(jù)中心市場擁有更高增速，2021年30kW以上規(guī)模增速達31\%

數(shù)據(jù)中心基礎設施的發(fā)展依托于數(shù)據(jù)中心的發(fā)展。數(shù)據(jù)中心發(fā)展經(jīng)歷了三個發(fā) 展階段。第一階段：第一代數(shù)據(jù)機房出現(xiàn)并發(fā)展，由于計算機以電子管和晶體管為 主，體積大、散熱需求高，催生精密機房專業(yè)空調(diào)等專業(yè)設備的出現(xiàn)。第二階段： 集成電路迅速發(fā)展，進入微型計算機時代，數(shù)據(jù)機房形態(tài)向中小型發(fā)展。第三階段： 互聯(lián)網(wǎng)的興起，5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等技術和新應用的快 速發(fā)展催生數(shù)據(jù)處理和儲存的需求，數(shù)據(jù)機房逐漸向數(shù)據(jù)中心新形態(tài)演變。

全球視角。2020 年全球功率超過 10kW/柜的機架占比達到近 30\%。全球計算機算力日益增 長，數(shù)據(jù)中心功率密度相應提升、平均機架功率也隨之不斷提升，根據(jù) Uptime Institute Intelligence 數(shù)據(jù)，2020 年全球 5-9kW/柜的機架占比最多，功率超過 10kW/柜的機架 占比達到近 30\%，單機架功率的提升與高密度服務器規(guī)模部署和應用具備較強相關 性。當前，Intel、IBM、華為、浪潮、曙光等廠商陸續(xù)加速推進高密度服務器的產(chǎn)品 設計與市場布局。全球數(shù)據(jù)中心市場以 10\%的 CAGR 穩(wěn)定增長。全球數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模由 2017 年的 465.5 億美元逐步增長至 2021 年的 679.3 億美元，市場增速保持在 10\%左右， 據(jù)中國信通院預測，2022 年全球規(guī)模有望接近 750 億美元。

我國視角 在我國高密度數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模擁有更高的增速，特別是 30kW 以上。近年來， 國內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設進入高峰期，新建數(shù)據(jù)中心數(shù)量快速增長，功率密度逐年上升。 根據(jù)《2021-2022 年度中國數(shù)據(jù)中心基礎設施產(chǎn)品市場總報告》，2021 年單機柜功率 在 10kW 以上的數(shù)據(jù)中心市場規(guī)?？焖僭鲩L，增長率超過 10\%，其中 30kW 以上的 高密度數(shù)據(jù)中心增長速度最快，達到 31\%。

預計到 2023 年底全國數(shù)據(jù)中心機架規(guī)模 CAGR 約 20\%。從產(chǎn)業(yè)規(guī)模上來看， 數(shù)據(jù)中心的產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖僭鲩L。根據(jù)中國信通院的數(shù)據(jù)顯示，2021 年，中國數(shù)據(jù)中 心在用機架數(shù)量達到 520 萬架，較 2020 年增加超過 100 萬架?！缎滦蛿?shù)據(jù)中心發(fā)展 三年行動計劃（2021-2023 年）》指出，到 2023 年底，全國數(shù)據(jù)中心機架規(guī)模年均增 速保持在 20\%左右，預計到 2023 年，中國數(shù)據(jù)中心在用數(shù)量超過 800 萬架。數(shù)據(jù)中 心機架數(shù)量的持續(xù)增長表明數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)的整體規(guī)模不斷擴大，同時反映數(shù)據(jù)中心 基礎設施產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。

我國數(shù)據(jù)中心及其基礎設施市場規(guī)模保持較快增長趨勢。根據(jù)中國信通院數(shù)據(jù) 顯示，2021 年中國數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模超過 1500 億元，預計 2022 年中國數(shù)據(jù)中心市 場規(guī)模突破 1900 億元人民幣，呈現(xiàn)較快的增長趨勢。數(shù)據(jù)中心的產(chǎn)業(yè)規(guī)模的增長表 明數(shù)據(jù)中心基礎設施的市場規(guī)模也呈現(xiàn)快速增長的趨勢。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，2019 年我國數(shù)據(jù)中心基礎設施的市場規(guī)模達 161.9 億元，預計到 2025 年達到 461.2 億元。

2021 年度全國數(shù)據(jù)中心平均 PUE 為 1.49。近年來，我國數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展進程 日益加快，數(shù)據(jù)中心的能效水平不斷提高，電源使用效率持續(xù)降低。2021 年度全國 數(shù)據(jù)中心平均 PUE 為 1.49，并且有相當數(shù)量的數(shù)據(jù)中心 PUE 超過 1.8 甚至 2.0（數(shù) 據(jù)來源：CDCC），和國家《國家發(fā)展改革委等部關于嚴格能效約束推動重點領域節(jié) 能降碳的若干意見》要求的到 2025 年數(shù)據(jù)中心 PUE<1.5 的總體規(guī)劃已經(jīng)基本相當。 但是隨著超高密度數(shù)據(jù)中心的建設節(jié)奏加快，傳統(tǒng)風冷已無法滿足高性價比、低 PUE 的需求，因此改進數(shù)據(jù)中心制冷等基礎設施技術，提高制冷效率，減少制冷系統(tǒng)的 能耗水平，成為未來發(fā)展方向。

液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施市場接受度不斷提高。伴隨著液冷數(shù)據(jù)中心及其基礎設 施的逐步大規(guī)模商業(yè)應用，以及液冷技術的優(yōu)勢不斷顯現(xiàn)和傳統(tǒng)觀念的改變，液冷 數(shù)據(jù)中心的市場接受度將不斷提高，技術設施普及速度加快。 液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施技術和性能不斷優(yōu)化。一方面，近幾年國家政策支持液 冷先進數(shù)據(jù)中心技術發(fā)展，各項文件鼓勵企業(yè)開展新興數(shù)據(jù)中心預制化、液冷等設 施層技術開發(fā)，另一方面，液冷基礎設施將不斷向預制化、智能化、低碳化方向發(fā) 展。

2.2、下游市場：互聯(lián)網(wǎng)、金融和電信行業(yè)液冷應用前景較好

由于液冷技術具有高效制冷的特點，液冷數(shù)據(jù)中心及其基礎設施主要應用于高 性能計算機的領域，除了未公開披露的部分高性能計算機項目，液冷技術目前應用 的行業(yè)主要有互聯(lián)網(wǎng)、金融、電信、能源、生物、醫(yī)療等。2019 年液冷數(shù)據(jù)中心主 要運用在以超算為代表的應用中。其中，互聯(lián)網(wǎng)、金融電信占比分別為 20\%、17\% 及 15.5\%。隨著互聯(lián)網(wǎng)、金融和電信行業(yè)業(yè)務量的快速增長，對數(shù)據(jù)中心液冷需求 將會持續(xù)擴大。據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，預計 2025 年互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)液冷數(shù)據(jù)中心占比達到 24\%，金融行業(yè)達到 25\%，電信行業(yè)達到 23\%。

互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的電商、社交平臺、短視頻等領域龍頭企業(yè)較多，用戶群體大，業(yè) 務體量大，數(shù)據(jù)中心算力需求大，單機柜密度可達到 10kW 甚至更高，是目前液冷 數(shù)據(jù)中心的核心客戶。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，2019 年互聯(lián)網(wǎng)液冷數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模為 70.2 億元，預計 2025 年市場規(guī)模增長至 319.3 億元，年復合增長率達 28.72\%。隨著金融行業(yè)信息系統(tǒng)的云化遷移和互聯(lián)網(wǎng)金融產(chǎn)品的普及，金融行業(yè)敏捷響 應、業(yè)務及時變更等需求增加，金融行業(yè)液冷數(shù)據(jù)中心算力需求進一步提升。根據(jù) 賽迪數(shù)據(jù)，2019 年金融液冷數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模為 59.6 億元，預計 2025 年市場規(guī)模 增長至 332.6 億元，2019-2025 年 CAGR 達 33.18\%。

電信行業(yè)緊抓綜合信息服務需求 日益云化的趨勢，全面推進“云改”，液冷數(shù) 據(jù)中心需求量快速增長。根據(jù)賽迪數(shù)據(jù)，2019 年電信行業(yè)液冷數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模為 54.4 億元，預計 2025 年市場規(guī)模增長至 306 億元，2019-2025 年 CAGR 達 33.36\%。

2.3、產(chǎn)業(yè)邏輯：單機柜功率快速增加背景下，液冷是風冷替代技術的代表，數(shù)據(jù)中心散熱“革命”勢在必行

預計到 2025 年全球數(shù)據(jù)中心平均功率達到 25kW。數(shù)據(jù)量的大規(guī)模增長需要海 量服務器以支撐大量的計算能力，受限于數(shù)據(jù)中心建設面積和環(huán)保規(guī)定，增加單機 柜功率成為調(diào)和不斷增長的算力需求和有限的數(shù)據(jù)中心承載能力的關鍵解決方案。 據(jù)賽迪顧問預測，快速增長的數(shù)據(jù)中心算力將推動高功率單機柜快速普及，預計到 2025 年全球數(shù)據(jù)中心平均功率達到 25kW。 PUE=1.5 的數(shù)據(jù)中心，27\%來自制冷系統(tǒng)功耗。大量數(shù)據(jù)吞吐和運算使得作為 新興技術“大腦”的數(shù)據(jù)中心面臨巨大的能耗和散熱挑戰(zhàn)。一方面，服務器等 IT 設 備的計算、存儲功耗龐大；另一方面，冷卻數(shù)據(jù)中心 IT 設備的功耗也在快速增長。 以一個 PUE=1.5 的數(shù)據(jù)中心為例，其中 67\%的電力消耗來自 ICT 設備功耗，27\%來 自制冷系統(tǒng)功耗，5\%功耗由供配電損耗和 1\%由其他設備產(chǎn)生。

液冷技術是風冷替代技術的代表。隨著數(shù)據(jù)中心業(yè)務量不斷增加，導致冷負荷 密度提升，傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)面臨散熱不足、能耗嚴重的問題。針對傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的不 足，業(yè)內(nèi)對空調(diào)技術模式進行探索創(chuàng)新，通過一系列冷風替代技術解決高能耗問題， 液冷技術則是其中代表。

液冷方式可滿足 2.7-30kW /機柜的數(shù)據(jù)中心散熱需求。在數(shù)據(jù)中心制冷領域存 在多種技術路徑的實現(xiàn)制冷目的，根據(jù)《綠色數(shù)據(jù)中心白皮書》指出的不同密度數(shù) 據(jù)中心對應的制冷方式，傳統(tǒng)的風冷方式只能滿足 2.7kW/機柜的數(shù)據(jù)中心散熱需求， 已經(jīng)無法完全滿足數(shù)據(jù)中心日益增長的散熱需求，數(shù)據(jù)中心制冷領域的技術出現(xiàn)了 革新。目前，液冷技術憑借著高穩(wěn)定性和高散熱效能逐漸體現(xiàn)出優(yōu)勢，水冷/液冷方 式可滿足 2.7-30kW /機柜的數(shù)據(jù)中心散熱需求，能夠解決超高熱流密度的散熱問題。

15kW/柜以上時，液冷技術更具經(jīng)濟性優(yōu)勢。除風冷技術和液冷技術之外，制 冷設備節(jié)能技術還包括間接蒸發(fā)冷卻等。綜合應用端而言，15kW/柜以上時風冷技術 成本上升，液冷技術顯露其經(jīng)濟性優(yōu)勢。作為液冷目前主流的冷板式液冷和浸沒式 液冷，當前主要用于高功率密度型業(yè)務如 HPC(High Performance Computing，高性能 計算)和人工智能計算，通常單機柜功率超過 20kW。當前冷板式液冷主要應用于一 般高密度的數(shù)據(jù)中心領域，而浸沒式液冷目前主要集中應用于超高密度數(shù)據(jù)中心領域。

相比傳統(tǒng)風冷技術，液冷技術的技術優(yōu)勢主要體現(xiàn)在一下幾個方面：

（1）更高的能源利用率。由于液體具有較高的導熱率和比熱容，更夠更快地傳 導以及更有效地吸收熱量，能夠保障 CPU 在一定范圍內(nèi)進行超頻工作不會出現(xiàn)過熱 故障，有效提升服務器的適用效率和穩(wěn)定性。

（2）更高的空間利用率。液冷數(shù)據(jù)中心省卻空調(diào)系統(tǒng)和相應基礎設施的建設， 無需安裝冷熱通道封閉設施，更不需要架空地板，節(jié)省了大量的空間，從而能夠在 單位空間布置更多的服務器，提高數(shù)據(jù)中心運算效率。因此液冷技術比傳統(tǒng)冷卻方 式具有更高的空間利用率。

（3）能夠實現(xiàn)節(jié)能降噪。液冷技術去掉了風冷基礎設施，只增加了循環(huán)泵，節(jié) 省建設成本，液冷系統(tǒng)所使用的泵和冷卻液系統(tǒng)與傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)相比噪聲更小。 因此采用液冷技術更夠為數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)節(jié)能、降噪。

（4）無視海拔、地域的差異，同時余熱可以創(chuàng)造經(jīng)濟價值。由于液體比熱容不 受海拔和氣壓影響，可以保持較高的散熱效率，從而保證數(shù)據(jù)中心在高海拔的運行 效率和性能。余熱能夠以液體為載體，通過熱交換接入樓宇采暖系統(tǒng)和供水系統(tǒng)中， 滿足附近居民的供暖、溫水供應等需求，為數(shù)據(jù)中心創(chuàng)造附加價值。

隨著芯片技術與工藝的進步，服務器計算能力增長快速，但總體功耗也隨之提 升。預計到 2025 年，數(shù)據(jù)中心的 x86 CPU 芯片 TDP 提升至 350W 左右，ARM CPU 芯片的 TDP 提升至 600W 左右，而用于人工智能計算的 NPU/GPU 芯片會提升到 750W 左右。同時期對應的典型服務器 (2U 高度 2 路處理器 )功率也持續(xù)演進，x86 CPU 服務器會提升到 725W 左右，ARM CPU 服務器提升至 1000W 左右，用于人工 智能計算的 NPU/GPU 服務器會提升到 1500W 左右。基于這些預測，2025 年主流機 柜功率預計會達到 12~15kW/柜，未來會繼續(xù)增加到 25kW-50kW/柜，甚至更高（數(shù) 據(jù)來源：國家信息中心等《“碳達峰、碳中和”背景下數(shù)據(jù)中心綠色高質量發(fā)展研究 報告（2022）》）。在此背景下，我們認為數(shù)據(jù)中心散熱“革命”勢在必行。

2.4、市場空間：預計2025年我國液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施市場規(guī)模達245億元

預計 2025 年中國液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施市場規(guī)?？蛇_ 245.3 億元。近年來，隨 著液冷數(shù)據(jù)中心技術設施商業(yè)化進程加快，以及市場需求高漲，液冷數(shù)據(jù)中心及基 礎設施市場規(guī)模將保持持續(xù)增長。據(jù)賽迪顧問預測，中國液冷數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模預 計由 2019 年的 260.9 億元增長至 2025 年的 1283.2 億元，中國液冷數(shù)據(jù)中心基礎設 施市場規(guī)模預計由 2019 年的 64.7 億元增長至 2025 年的 245.3 億元。

細分市場來看，預計浸沒式液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施占比會持續(xù)擴大。2019 年， 冷板式液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施和浸沒式液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施占比分別為82\%、18\%。 冷板式液冷技術發(fā)展較早，目前冷板式液冷數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品在市場上占比較高，但浸 沒式液冷是直接接觸的制冷方式，相較于冷板式液冷，更大程度上利用液體的比熱 容特點，制冷效率更高，可以更有效降低數(shù)據(jù)中心 PUE，未來浸沒式液冷數(shù)據(jù)中心 基礎設施將會占據(jù)更多市場。據(jù)賽迪顧問預測，2025 年，浸沒式液冷數(shù)據(jù)中心基礎 設施占比預期提升至 41\%。

3、思考三：液冷數(shù)據(jù)中心的競爭格局以及各個公司的業(yè)務情況如何？

3.1、競爭格局：國外尚未形成龍頭，國內(nèi)液冷廠商領跑技術前沿

國外尚未形成龍頭廠商，國內(nèi)企業(yè)具有先發(fā)優(yōu)勢。液冷技術作為高新技術，覆 蓋多學科、多領域，技術壁壘高，目前國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心基礎設施廠商液冷技術普及 率尚較低，掌握該技術的企業(yè)較少。國際市場中，主要廠商在液冷技術和產(chǎn)品方面 還處于實驗或初步應用階段，市場中尚未形成較強龍頭，市場競爭格局未定，且由 于中國數(shù)據(jù)安全保護政策，國外廠商產(chǎn)品進入中國較為困難。國內(nèi)市場中，部分企 業(yè)經(jīng)過多年的技術積累和沉淀，已經(jīng)展現(xiàn)出較為明顯的技術優(yōu)勢和市場先發(fā)優(yōu)勢， 未來行業(yè)內(nèi)將會形成龍頭廠商占據(jù)主要市場份額的競爭格局。

在高密度數(shù)據(jù)中心領域，曙光數(shù)創(chuàng)是國內(nèi)最早實現(xiàn)冷板式液冷和浸沒相變液冷 技術大規(guī)模商用化部署的公司之一，阿里巴巴目前也已實現(xiàn)浸沒單相液冷產(chǎn)品的部 署；華為、浪潮目前實現(xiàn)商用的主要以冷板產(chǎn)品為主；廣東合一、中國長城當前以 噴淋式液冷產(chǎn)品為主。

3.2、曙光數(shù)創(chuàng)：浸沒相變液冷領軍企業(yè)，背靠國產(chǎn)算力龍頭中科曙光

在數(shù)據(jù)中心基礎設施產(chǎn)品方面，曙光數(shù)創(chuàng)自 2011 年即確立了冷板和浸沒兩個液 冷技術路線，并相繼研發(fā)形成了冷板液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施產(chǎn)品-C7000 系列和浸沒 相變液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施產(chǎn)品-C8000 系列。截至 2022 年 7 月 31 日，公司已取得 91 項專利和 27 項軟件著作權，其中發(fā)明專利 31 項。 冷板液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施產(chǎn)品-C7000 系列：國內(nèi)首款量產(chǎn)的冷板液冷數(shù)據(jù)中 心基礎設施產(chǎn)品及服務器冷板散熱套件，采用風冷和液冷混合散熱模式-服務器主要 熱源 CPU 利用液冷冷板進行冷卻，其他熱源仍采用風冷方式進行冷卻，可使得數(shù)據(jù) 中心 PUE 降至 1.2 以下，可以使得服務器滿載運行 CPU 溫度不高于 60℃，比風冷 降低約 30℃。截止 2022 年，冷板產(chǎn)品已經(jīng)迭代至第四代產(chǎn)品。

浸沒相變液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施產(chǎn)品-C8000 系列：公司于 2019 年首次實現(xiàn) C8000 產(chǎn)品在國家級重大科研裝置大規(guī)模部署，意味著數(shù)據(jù)中心行業(yè)全浸式液體相 變冷卻技術在全球范圍內(nèi)首次實現(xiàn)了大規(guī)模產(chǎn)品轉化和部署。該系列產(chǎn)品具有高密 度換熱能力，最高可達到 420kW；機柜最大設計功耗大于 200kW，遠超傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中 心單機柜設計功耗；采用強化沸騰封裝的方式，換熱區(qū)域采用高密翅片來強化沸騰 界面的沸騰換熱，最高可實現(xiàn) 100W/ c ㎡以上的散熱密度。目前 C8000 系列產(chǎn)品應 用于多個國家重大科研裝置，累計建設規(guī)模超過 200MW。

浸沒式液冷產(chǎn)品業(yè)務規(guī)模逐年增長，毛利率維持高位。從收入結構來看， 2019-2021 年，公司 C8000 系列產(chǎn)品銷售規(guī)模呈上升趨勢，至 2021 年浸沒式液冷產(chǎn) 品創(chuàng)收 3.33 億元，占總營收的 82\%。自 2020 年以后，公司 C8000 全浸式液冷系統(tǒng) 的毛利率始終維持在 40\%以上的較高水平。公司下游客戶主要為數(shù)據(jù)中心整體集成 商和數(shù)據(jù)中心最終使用方，前兩大客戶信息并未披露。

3.3、浪潮信息：發(fā)布全棧液冷產(chǎn)品，天池投產(chǎn)實現(xiàn)了業(yè)界首次冷板式液

冷整機柜大批量交付 2022 年，浪潮將“All In 液冷”納入公司發(fā)展戰(zhàn)略中，全棧布局液冷，實現(xiàn)服 務器全產(chǎn)品線支撐液冷，并進一步升級液冷智算中心解決方案，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心 PUE<1.1。目前，浪潮信息已擁有 100 多項液冷技術領域核心專利，并已參與制定 數(shù)據(jù)中心液冷相關設計的技術標準和測試規(guī)范。 2022 年，浪潮信息發(fā)布全棧液冷產(chǎn)品，通用服務器、高密度服務器、整機柜服 務器、AI 服務器等四大系列均支持冷板式液冷，同時浪潮信息亞洲最大液冷數(shù)據(jù)中 心研發(fā)生產(chǎn)基地-天池正式投產(chǎn)，年產(chǎn)能達到 10 萬臺，實現(xiàn)了業(yè)界首次冷板式液冷 整機柜的大批量交付，整體交付周期在 5-7 天之內(nèi)，助力數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展。

浪潮信息液冷產(chǎn)品和解決方案已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)、金融、教科研等領域得到廣泛應 用。如，浪潮信息與京東云聯(lián)合推出天樞（ORS3000S）液冷整機柜服務器，已經(jīng)在 京東云數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)規(guī)模化部署，為京東 618、雙十一、虎年央視春晚紅包互動等提 供了基礎算力保障，性能提升 34\%-56\%，助力京東云數(shù)據(jù)中心降低 PUE，實現(xiàn)低碳節(jié)能。

3.4、華為：FusionServer Pro布局冷板全液冷系統(tǒng)，應用于數(shù)據(jù)中心高功耗密度服務器機柜部署場景

2019 年，華為發(fā)布 FusionServer Pro 全液冷系統(tǒng)解決方案，該智能服務器使用 冷板式液冷，是面向 IT 設備高密部署，減少 TCO 投入，綠色節(jié)能，并有效提升運 算效率的制冷解決方案，可以廣泛應用于大學、公有云、企業(yè)等的計算業(yè)務。該方 案采用密閉式全液冷機柜設計，全部的熱量均由液冷帶走，機房無需部署 IT 設備制 冷空調(diào)。

應用在數(shù)據(jù)中心高功耗密度服務器機柜部署場景時，全液冷系統(tǒng)可以獨立提供 服務器在機房的散熱，單個機柜可以集成 3 個 E9000，單個 E9000 最多支持 16 個 2P 液冷計算節(jié)點。單個機柜最大支持 65KW 散熱能力，解決采用傳統(tǒng)風冷空調(diào)制冷部 署困難的問題。且全液冷系統(tǒng)最高支持 32℃供水溫度，支持自然冷卻，冷卻 PUE 可 最低至 1.05，高能效屬性明顯。當前，華為全液冷系統(tǒng)的應用產(chǎn)品包括 FusionServer Pro E9000 融合架構刀片服務器、華為 FusionServer Pro X6000 高密度服務器等。

3.5、阿里云：推出業(yè)內(nèi)首款單相浸沒液冷解決方案，實現(xiàn)創(chuàng)新散熱技術與IT系統(tǒng)的完美融合

2021 年 12 月 22 日，阿里云在“第十六屆中國 IDC 產(chǎn)業(yè)年度大典”上正式向業(yè) 界發(fā)布行業(yè)首款單相浸沒液冷解決方案—磐久 Immersion DC 1000，將綠色液冷技 術與極致算力平臺結合，實現(xiàn)基礎設施散熱能力和服務器、網(wǎng)絡設備高效融合并整 體交付，整體能耗可下降 34.6\%，助力低碳綠色數(shù)據(jù)中心構建。

區(qū)別于業(yè)界其他液冷解決方案，磐久 Immersion DC 1000 可同時實現(xiàn)高能效與高 可靠性，數(shù)據(jù)中心整體可靠性等級接近 T4（相當于國標 A 級）。液冷 AI 一體機可支 持最大 40P Flops 算力并提供機柜間高達 25.6T 的 AI 互聯(lián)網(wǎng)絡帶寬能力；液冷存儲 一體機可支持 3.4P 的超大存儲能力。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心散熱產(chǎn)品多聚焦在基礎設施風 火水電不同，磐久液冷 Immersion DC 1000 系列最核心的是將基礎設施散熱能力和服 務器設備、網(wǎng)絡設備進行高效整合并融合在一起進行整體交付，且不受地域影響可 在全球任何氣象區(qū)域部署并可輕松實現(xiàn)極致 PUE1.09。

3.6、英維克：Coolinside全鏈條液冷解決方案在超高算力場景完成商用

英維克的 Coolinside 全鏈條液冷解決方案，采用端到端全鏈條自主技術，不但 高效節(jié)能，能夠充分滿足服務器高熱密度散熱需求，而且全面系統(tǒng)地實現(xiàn)一站式服 務，打破國外技術壁壘，使大規(guī)模應用成為現(xiàn)實。目前，英維克全鏈條液冷解決方 案已實現(xiàn)單機柜 200kW 批量應用，完全液冷的冷板方案刷新最高熱密度，并在超高 算力場景完成商用。此外，英維克還有 Coolinside 浸沒式液冷解決方案，主要針對 高熱密度、高功耗、安全兼容性等深入設計，以絕緣冷卻液（可選：氟化液、礦物 油、硅油）作為載冷劑對服務器進行直接冷卻。

3.7、寧暢：中國區(qū)GPU以及加速服務器市場前二，攜手NVIDIA推出業(yè)內(nèi)首個全系統(tǒng)定制液冷方案

2022 年年初，寧暢通過采用 NVIDIA 液冷 HGX A100 NVLink 平臺，推出 X660 G45 LP 新系列液冷服務器，是業(yè)內(nèi)首個全系統(tǒng)定制液冷方案。根據(jù) IDC 發(fā)布的《2021 下半年度（H2）中國加速計算服務器市場分析報告》，寧暢位列中國區(qū) GPU 以及加 速服務器市場第二名，核心團隊在服務器領域有 15 年的相關經(jīng)驗，目前已取得了 30 余項液冷技術專利。寧暢的液冷服務器目前已經(jīng)在北京、南京、哈爾濱、成都等城 市部署了數(shù)萬臺。寧暢全系統(tǒng)定制液冷方案，可使 PUE 值降低至 1.2 以下，在散熱 方面，寧暢液冷服務器單芯片散熱最高可達 500W，同時單機柜功率密度得到極大提 升，節(jié)省空間達 80\%，噪音低于 50 分貝。

在國際權威 AI 性能測試 ML Perf 中，寧暢的服務器在 MASK R-CNN 和 U-Net3D 兩項 AI 場景測試中，連續(xù)兩年獲得世界第一。除了 ML Perf 測試，寧暢的 R620 G40 服務器通過了 TPCx-AI 基準測試驗證，這是國內(nèi)首例。此前，R620 G40 服務器也在 SPEC（國際標準性能評測組織）的多個基準測試中獲得 9 項世界第一。

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