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受益于政策和AI技術(shù)驅(qū)動 液冷行業(yè)有望迎來持續(xù)高增長

1、電子設(shè)備散熱問題驅(qū)動液冷發(fā)展,政策推動數(shù)據(jù)中心能源效率提升

電子設(shè)備發(fā)熱的本質(zhì)原因就是工作能量轉(zhuǎn)化為熱能的過程。散熱是為解決高性能計算設(shè)備中的熱管理問題而設(shè)計的,它們通過直接在芯片或處理器表面移除熱量來優(yōu)化設(shè)備性能并延長使用壽命。隨著芯片功耗的提升,散熱技術(shù)從一維熱管的線式均溫,到二維VC的平面均溫,發(fā)展到三維的一體式均溫,即3DVC技術(shù)路徑,最后發(fā)展到液冷技術(shù)。

根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國液冷行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析與投資前景研究報告(2024-2031年)》顯示,液冷是使用流動液體將計算機內(nèi)部元器件產(chǎn)生的熱量傳遞到計算機外,以保證計算機工作在安全溫度范圍內(nèi)的一種冷卻方法。目前的主流液冷方案,包括冷板式和浸沒式,其中冷板式較多應(yīng)用。

主流液冷方案對比

屬性

冷板式

相變浸沒

單相浸沒

成本

初始投資中等,運維成本低

初始投資及運維成本高

初始投資及運維成本高

PUE(數(shù)據(jù)中心能源效率)

1.1-1.2

<1.05

<1.09

可維護性

較簡單

復(fù)雜

復(fù)雜

供應(yīng)商

華為、浪潮曙光、聯(lián)想超聚變等主流供應(yīng)商

曙光

阿里巴巴、H3C、綠色云圖、云酷智能、曙光數(shù)創(chuàng)

應(yīng)用案例

超算領(lǐng)域較多

較多

總結(jié)

初始投資中等,運維成本較低,PUE收益中等,部署方式與風冷相同,從傳統(tǒng)模式過渡較平滑

初始投資最高,PUE收益最高,使用專用機柜,服務(wù)器結(jié)構(gòu)需改造為刀片式

初始投資較高,PUE收益較高,部分部件不乘容,服務(wù)器結(jié)構(gòu)需改造

資料來源:公開資料整理

PUE=數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設(shè)備能耗。PUE是評價數(shù)據(jù)中心能源效率的核心指標,其數(shù)值越接近1,表示數(shù)據(jù)中心能效越高??照{(diào)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心能耗占比僅次于IT設(shè)備,在無法升級IT系統(tǒng)時,降低空調(diào)系統(tǒng)能耗是重要環(huán)節(jié)。當空調(diào)系統(tǒng)能耗占比從38%下降到18%時,數(shù)據(jù)中心的PUE也從1.92下降到1.3。

截至2022年全球中大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.55,國內(nèi)為1.49,根據(jù)“雙碳”和“東數(shù)西算”雙重政策,全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均PUE降到1.3以下,集群內(nèi)PUE要求東部≤1.25、西部≤1.2,先進示范工程≤1.15。

截至2022年全球中大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.55,國內(nèi)為1.49,根據(jù)“雙碳”和“東數(shù)西算”雙重政策,全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均PUE降到1.3以下,集群內(nèi)PUE要求東部≤1.25、西部≤1.2,先進示范工程≤1.15。

資料來源:公開資料整理

國家對于數(shù)據(jù)中心PUE的相關(guān)要求

時間 部門 文件 相關(guān)內(nèi)容
2021年7月 工信部 《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃(2021-2023年)》 到2023年底,新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.3以下,嚴寒和寒冷地區(qū)降低到1.25以下
2021年12月 國家發(fā)改委等四部門 《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(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實施方案》 到2025年,數(shù)據(jù)中心和5G基本形成綠色集約的一體化運行格局。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
2022年6月 工信部等六部門 《工業(yè)能效提升行動計劃》 到2025年,新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心PUE優(yōu)于1.3
2022年8月 工信部等七部門 《信息通信行業(yè)綠色低碳發(fā)展行動計劃(2022-2025年)》 到2025年,全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心PUE降到1.3以下,改建核心機房PUE降到1.5以下

資料來源:公開資料整理

各省市對于數(shù)據(jù)中心PUE的相關(guān)要求

時間 省市 文件 相關(guān)內(nèi)容
2023年7月 北京 《北京市發(fā)展和改革委員會關(guān)于印發(fā)進一步加強 數(shù)據(jù)中心項目節(jié)能審查若干規(guī)定的通知》 新建、擴建數(shù)據(jù)中心,年能源消費量小于1萬噸標準煤(電力按等價值計算,下同)的項目PUE值不應(yīng)高于1.3;年能源消費量大于等于1萬噸標準煤且小于2 萬噸標準煤的項目,PUE值不應(yīng)高于1.25;年能源消費量大于等于2萬噸標準煤且小于3萬噸標準煤的項目,PUE值不應(yīng)高于1.2;年能源消費量大于等于3萬噸標準煤的項目,PUE值不應(yīng)高于1.15;
2023年12月 江蘇 《推進長三角樞紐節(jié)點蕪湖數(shù)據(jù)中心集群建設(shè)若 干舉措》 平均上架率不低于65%,數(shù)據(jù)中心電能利用效率(PUE)小于1.25;
2023年12月 深圳 《深圳市算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃 (2024-2025)》 到2025年,新建數(shù)據(jù)中心電能利用效率(PUE)降低到1.25以下;
2024年3月 北京 《北京市算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)實施方案(2024— 2027年)》 本市新建和改擴建智算中心PUE值一般不超過1.25,年能耗超過3萬噸標煤的大規(guī)模先進智算中心PUE值一般不超過1.15;
2024年4月 上海 《上海市推動大規(guī)模設(shè)備更新和消費品以舊換新 行動計劃(2024-2027年)》 新建數(shù)據(jù)中心能源利用效率(PUE)不高于1.25;加快既有數(shù)據(jù)中心升級改造,加大高效制冷技術(shù)和新能源推廣應(yīng)用力度,力爭改造后能源利用效率(PUE)不高于1.4

資料來源:公開資料整理

冷板式液冷已經(jīng)在HPC、AI高密計算領(lǐng)域商用超過8年時間,技術(shù)成熟、生態(tài)完善、總體成本可控,整體產(chǎn)業(yè)鏈相對更為成熟。此外,從實物圖可以看出,冷板式液冷較風冷時服務(wù)器側(cè)和機房側(cè)的改動均較小,對客戶的使用習慣改變不大,硬盤、光模塊等部件與風冷一致,運維模式、機房承重與風冷場景也較為類似,更適合當下進行規(guī)模商用?,F(xiàn)階段,中國液冷數(shù)據(jù)中心市場以冷板式為主,在智算中心建設(shè)加速的背景下,綜合考慮產(chǎn)業(yè)鏈成熟度、客戶接受度等多因素,短期內(nèi)放量仍將以冷板式方案為主。

冷板式液冷已經(jīng)在HPC、AI高密計算領(lǐng)域商用超過8年時間,技術(shù)成熟、生態(tài)完善、總體成本可控,整體產(chǎn)業(yè)鏈相對更為成熟。此外,從實物圖可以看出,冷板式液冷較風冷時服務(wù)器側(cè)和機房側(cè)的改動均較小,對客戶的使用習慣改變不大,硬盤、光模塊等部件與風冷一致,運維模式、機房承重與風冷場景也較為類似,更適合當下進行規(guī)模商用。現(xiàn)階段,中國液冷數(shù)據(jù)中心市場以冷板式為主,在智算中心建設(shè)加速的背景下,綜合考慮產(chǎn)業(yè)鏈成熟度、客戶接受度等多因素,短期內(nèi)放量仍將以冷板式方案為主。

資料來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理

2、AI的發(fā)展將帶動服務(wù)器出貨量增長,亦將推動液冷設(shè)備的持續(xù)提升

液冷產(chǎn)業(yè)鏈包括上游的產(chǎn)品零部件提供商、中游的液冷服務(wù)器和基礎(chǔ)設(shè)施提供商及下游的數(shù)據(jù)中心運營商和各類使用主體。

產(chǎn)業(yè)鏈上游:主要為產(chǎn)品零部件及液冷設(shè)備,包括快速接頭、CDU、電磁閥、浸沒液冷Tank、manifold、冷卻液等組件或產(chǎn)品供應(yīng)商。部分代表廠商有英維克、3M、云酷、競鼎、諾亞、廣東合一、綠色云圖等。

產(chǎn)業(yè)鏈中游:主要為液冷服務(wù)器、芯片廠商以及液冷集成設(shè)施、模塊與機柜等,部分代表廠商有華為、中興、浪潮、曙光、新華三、聯(lián)想、超聚變、英特爾等。

產(chǎn)業(yè)鏈下游:主要包括三家電信運營商,百度、阿里巴巴、騰訊、京東等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)以及信息化行業(yè)應(yīng)用客戶,主要在電信信息、互聯(lián)網(wǎng)、政府、金融、交通和能源等信息化應(yīng)用。目前,阿里巴巴以單相浸沒式液冷為主要發(fā)展方向,其他用戶以冷板式液冷試點應(yīng)用居多。

產(chǎn)業(yè)鏈下游:主要包括三家電信運營商,百度、阿里巴巴、騰訊、京東等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)以及信息化行業(yè)應(yīng)用客戶,主要在電信信息、互聯(lián)網(wǎng)、政府、金融、交通和能源等信息化應(yīng)用。目前,阿里巴巴以單相浸沒式液冷為主要發(fā)展方向,其他用戶以冷板式液冷試點應(yīng)用居多。

資料來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理

2023年6月,三大運營商聯(lián)合發(fā)布《電信運營商液冷技術(shù)白皮書》,提出三年液冷發(fā)展愿景:2023年開展技術(shù)驗證、2024年開展規(guī)模測試、2025年及以后開展規(guī)模應(yīng)用。在技術(shù)路線上,電信運營商現(xiàn)階段將主要推進冷板式液冷與單相浸沒式液冷兩種方案。當前,運營商數(shù)據(jù)中心仍以低功率機架為主,考慮到高功率機架的需求分布,液冷需求或?qū)⒅饕獜陌l(fā)力AI的互聯(lián)網(wǎng)廠商起步,運營商在液冷產(chǎn)業(yè)推進鏈條上排序本應(yīng)較靠后。白皮書的發(fā)布標志著運營商主動成為液冷產(chǎn)業(yè)推動者,進一步加速液冷技術(shù)及生態(tài)成熟。

隨著各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,以及人工智能、大數(shù)據(jù)、5G、AIGC等技術(shù)推動,我國算力中心建設(shè)規(guī)模高速增長。截至2023年,我國提供算力服務(wù)的在用機架數(shù)達810萬標準機架,算力規(guī)模230EFLOPS。2023年10月,工信部等六部門發(fā)布《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》,到2025年,中國算力規(guī)模將超過300EFLOPS,其中,智能算力占比將達到35%。

隨著各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,以及人工智能、大數(shù)據(jù)、5G、AIGC等技術(shù)推動,我國算力中心建設(shè)規(guī)模高速增長。截至2023年,我國提供算力服務(wù)的在用機架數(shù)達810萬標準機架,算力規(guī)模230EFLOPS。2023年10月,工信部等六部門發(fā)布《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》,到2025年,中國算力規(guī)模將超過300EFLOPS,其中,智能算力占比將達到35%。

資料來源:中國信通院,觀研天下數(shù)據(jù)中心整理

除了國內(nèi),全球市場上同樣是AI服務(wù)出貨量持續(xù)增長的預(yù)期,也將帶動液冷行業(yè)的持續(xù)高增長。2024年,英偉達發(fā)布B200,采用N4P制程,封裝2080億晶體管,而H100晶體管為800億、采用N4制程,這帶來B200封裝密度提升、功耗達1000W,對散熱技術(shù)提出更高要求,預(yù)計2026年全球A I服務(wù)器出貨量達到236.9萬臺。

除了國內(nèi),全球市場上同樣是AI服務(wù)出貨量持續(xù)增長的預(yù)期,也將帶動液冷行業(yè)的持續(xù)高增長。2024年,英偉達發(fā)布B200,采用N4P制程,封裝2080億晶體管,而H100晶體管為800億、采用N4制程,這帶來B200封裝密度提升、功耗達1000W,對散熱技術(shù)提出更高要求,預(yù)計2026年全球A I服務(wù)器出貨量達到236.9萬臺。

資料來源:NVD,觀研天下數(shù)據(jù)中心整理(YM)

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我國光電耦合器行業(yè):工業(yè)自動化與機器人領(lǐng)域需求旺盛 國產(chǎn)企業(yè)正不斷發(fā)力

我國光電耦合器行業(yè):工業(yè)自動化與機器人領(lǐng)域需求旺盛 國產(chǎn)企業(yè)正不斷發(fā)力

隨著近年來光耦器件在工業(yè)、汽車電子等應(yīng)用中的逐漸成熟,市場需求不斷攀升,固體繼電器與光隔離器等部件被廣泛應(yīng)用在機械行業(yè)中,為光耦合器提供了廣闊的市場。2023年國內(nèi)光電耦合器行業(yè)市場規(guī)模為38.96億元。

2024年10月29日
受益于政策和AI技術(shù)驅(qū)動 液冷行業(yè)有望迎來持續(xù)高增長

受益于政策和AI技術(shù)驅(qū)動 液冷行業(yè)有望迎來持續(xù)高增長

截至2022年全球中大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.55,國內(nèi)為1.49,根據(jù)“雙碳”和“東數(shù)西算”雙重政策,全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均PUE降到1.3以下,集群內(nèi)PUE要求東部≤1.25、西部≤1.2,先進示范工程≤1.15。

2024年09月07日
我國光存儲行業(yè)優(yōu)勢凸顯下需求日益強烈 但國內(nèi)具備生產(chǎn)能力國產(chǎn)廠商較少

我國光存儲行業(yè)優(yōu)勢凸顯下需求日益強烈 但國內(nèi)具備生產(chǎn)能力國產(chǎn)廠商較少

根據(jù)《中國存力白皮書(2023年)》的統(tǒng)計數(shù)據(jù),2022年我國的存儲總規(guī)模繼續(xù)增長,增速達到25%,總規(guī)模已經(jīng)達到1000EB。2023年發(fā)布的《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》,也對存力規(guī)劃給出目標,至2025年存儲總量需超過1800EB, 其中先進存儲容量占比超過30%,重點行業(yè)核心數(shù)據(jù)、重要數(shù)據(jù)災(zāi)備覆蓋率達到10

2024年07月25日
技術(shù)進步推動我國智能充電器行業(yè)規(guī)模不斷增長 智能化、個性化發(fā)在成趨勢

技術(shù)進步推動我國智能充電器行業(yè)規(guī)模不斷增長 智能化、個性化發(fā)在成趨勢

隨著科技的不斷發(fā)展,充電器行業(yè)將迎來更多的技術(shù)創(chuàng)新。2023年國內(nèi)智能充電機行業(yè)市場規(guī)模為154.79億元。

2024年07月19日
國家持續(xù)推進建立獨立完備國家時間頻率體系 目前部分類型產(chǎn)品已實現(xiàn)國產(chǎn)化

國家持續(xù)推進建立獨立完備國家時間頻率體系 目前部分類型產(chǎn)品已實現(xiàn)國產(chǎn)化

近年來我國時間頻率行業(yè)保持著較高的發(fā)展速度,2023年時間頻率行業(yè)市場規(guī)模約為468.72億元,同比增長11.47%。

2024年07月11日
后摩爾時代”到來我國集成電路封測行業(yè)發(fā)展重要性愈發(fā)凸顯 市場規(guī)模持續(xù)增長

后摩爾時代”到來我國集成電路封測行業(yè)發(fā)展重要性愈發(fā)凸顯 市場規(guī)模持續(xù)增長

隨著我國集成電路國產(chǎn)化進程的加深、下游應(yīng)用領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展以及國內(nèi)封測龍頭企業(yè)工藝技術(shù)的不斷進步,國內(nèi)封測行業(yè)市場空間近年來不受國外市場營銷,市場規(guī)模持續(xù)保持增長態(tài)勢。2023年我國集成電路封測行業(yè)市場規(guī)模為3483億元。

2024年05月15日
我國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè):本土企業(yè)成長邊界不斷拓寬 高端設(shè)備國產(chǎn)替代任重道遠

我國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè):本土企業(yè)成長邊界不斷拓寬 高端設(shè)備國產(chǎn)替代任重道遠

數(shù)據(jù)顯示,2023 年第三季度全球半導(dǎo)體設(shè)備廠商市場規(guī)模 top10 營收合計超過 250 億美元,同比下降 9%,環(huán)比增長 3%,且均來自美國、日本與荷蘭。

2024年05月09日
我國植物補光設(shè)備行業(yè):市場應(yīng)用前景廣闊  LED植物補光設(shè)備成為最主要設(shè)備

我國植物補光設(shè)備行業(yè):市場應(yīng)用前景廣闊 LED植物補光設(shè)備成為最主要設(shè)備

在布局上,中國已逐步形成了黃淮海及環(huán)渤海、長江中下游、西北、東北、華南地區(qū)5大設(shè)施蔬菜優(yōu)勢產(chǎn)區(qū),江蘇、山東、遼寧、河北是中國4個設(shè)施農(nóng)業(yè)大省。立足我國人多地少的資源稟賦,利用戈壁、荒漠等非耕地發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè),既能避免與糧爭地,從空間上挖掘食物供給潛力;又能在一定程度上突破農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然條件限制,有效保障農(nóng)產(chǎn)品全年供應(yīng)。

2024年03月27日
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