液冷服务器需求激增:AI算力关键赛道,核心龙头全面解析

发表时间: 2023-12-09 19:02

随着AI服务器算力的增强,带来芯片功耗的显著增长,由此产生的过多热量对服务器的性能构成了影响,这使得散热和温度控制成为了紧迫的问题。

液冷技术可以显著地降低数据中心的能耗,充分展现出了其在散热效率和经济性上的明显优势。

采用液冷技术的数据中心不仅能达到国家的PUE指标要求,更能帮助企业在提高数据中心的计算密度、降低成本和提高效率。

据CDCC的数据显示,液体的导热性能是空气的15至25倍。

随着设备热密度的提高,液冷技术有望替代传统的风冷技术,实现更高效的散热。

2022年起传统行业开始逐步采用液冷数据中心。据IDC的数据统计,2022年中国的液冷服务器市场规模达到了10.1亿美元,同比增长189.9%。预计2022年至2027年间,该市场的年复合增长率将达到56.6%,到2027年市场规模有望达到95亿美元,有望成为增长速度最快的服务器子市场之一。

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液体服务器行业概览

液体的比热容大于空气,因此其散热能力更为出色,这保证了服务器的工作温度更为稳定。在此环境下,CPU和GPU等计算核心部件能够持续、稳定地运行在高频状态。

传统的风冷技术在芯片级的散热功耗上限约为800W。为了进一步提高每个机柜的能效,近年来,数据中心纷纷转向液冷技术,其主要技术路径包括:冷板式、喷淋式和浸没式。

目前,冷板式液冷技术是三者中最为成熟的,其次是浸没式液冷技术。

冷板式液冷在数据中心的改造上更为简单,成本更为可控,因此其市场应用更为广泛。

通过将IT设备完全浸入一个封闭的液体环境中,浸没式液冷技术能够完全隔离设备与空气,从而消除了由于空气湿度、风扇振动和灰尘所带来的潜在问题。这不仅优化了服务器的运行环境,还延长了设备的使用寿命。

浸没式液冷技术虽然具有更高的散热效率,并被业内看作是未来的发展方向,但它也面临一些挑战,如对冷却液的高要求、与现有的基础设施的不兼容性以及不完善的生态体系。

随着国家对数据中心PUE的政策日益严格,以及机柜的功率密度持续增加,预计浸没式液冷将进入一个快速推广的阶段。

浸没式液冷图示:

资料来源:公开资料

液冷服务器产业链梳理

液冷产业的生态体系涵盖了上中下游的各个环节,包括上游的产品零部件供应商、中游的液冷服务器制造商和下游的算力服务用户。

上游环节主要的产品和零部件包括快速接头、CDU、电磁阀、浸没液冷TANK、manifold和冷却液等。相关代表企业有英维克、3M、云酷、竞鼎、诺亚、广东合一、奕信通、绿色云图和巨化股份等。

中游部分的核心是液冷服务器制造商、芯片制造商以及液冷集成设施、模块和机柜的生产商。浪潮信息、中科曙光、新华三、联想、超聚变、高澜股份、华为、中兴、英特尔等企业是这个环节的主要代表。

下游主要的用户群体是数据中心的运营者。包括了三大电信运营商、百度、阿里巴巴、腾讯、京东等互联网巨头,以及数据港、光环新网等第三方的数据中心服务商。其中,互联网、电信行业是液冷服务器的最大采购方,合计占据了整个液冷服务器市场80%以上的份额。

除此之外,政府、科研机构、金融、能源和交通等其他有信息化需求的行业也是这一市场的重要用户。

当前液冷产业生态已经初步形成,但仍处于发展阶段,需要上下游的企业加强合作,以推动整个产业的成熟和进步。

液冷产业链与主要厂商:

资料来源:《电信运营商液冷技术白皮书》

液体服务器竞争格局

由于散热需求的高功率与低能耗的严格要求,多年前液冷技术已在国内开始应用,但主要集中在几家超大规模的互联网公司和国家的教科研项目中。

目前的市场状态是蓝海中的小范围竞争,对于有深厚技术和运营经验的液冷服务商来说,正处于一个技术的红利期。

由于液冷设备和基础设施主要依附于服务器和机房,因此服务器相关技术实力雄厚的厂商,特别是积极布局液冷技术的,有望率先受益。

据IDC于2023年6月5日发布的《中国半年度液冷服务器市场(2022下半年)跟踪》报告显示,2022年中国的液冷服务器市场规模达到了10.1亿美元(71.8亿元人民币),同比增长了189.9%。浪潮、超聚变和宁畅位居市场前三,共同占据了大约七成的市场份额。

主要布局的液冷服务器厂商还包括曙光数创(属于中科曙光旗下)、英维克(温控领域深耕多年,机房温控领域布局广泛)、工业富联和拓维信息等。

浪潮信息是全球领先的服务器厂商,在服务器和存储产品领域的市占率位居全球前列。2022年,浪潮信息将“All in液冷”纳入其发展战略,并进行了全栈布局。

新华三在推出其全新的H3C UniServer R4900LCG5液冷服务器时表示,目前冷板式液冷技术在所有液冷技术中最为成熟,其配套产业链也最为完善。使用这种技术的数据中心,其年均PUE值可以降低至1.2左右。

华为推出了Fusionserver液冷服务器,采用了单相液冷板冷却方案,单个机柜的功率密度可以达到45kW/rack。

此外,产业链的上游主要是冷板的生产,其主要材料为铜和铝等。主要的布局厂商包括华峰铝业、亚太科技和银邦股份等。#算力##人工智能##液冷服务器##服务器##财经新势力#

国内的三大运营商——中国移动、中国电信和中国联通——在2023年6月发布的《电信运营商液冷技术白皮书》中指出,计划在2023年开始进行液冷技术的验证,2024年进行规模测试,并在10%的新建项目中试点液冷技术。到了2025年,计划在50%以上的新建数据中心项目中应用液冷技术,并力争成为液冷技术的引领者、产业链的领航者以及推广应用的领先者。

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