申萬(wàn)宏源:液冷滲透趨勢顯著(zhù) 關(guān)注上游冷卻介質(zhì)投資機遇
申萬(wàn)宏源發(fā)布研報稱(chēng),浸沒(méi)式液冷是將服務(wù)器整機或部件浸入不導電的冷卻液中,適用于超高功率密度場(chǎng)景。全氟聚醚及六氟丙烯低聚體有望成為未來(lái)浸沒(méi)式液冷主流選擇。根據IEA預測,2025年全球數據中心總裝機量有望達到114.3GW,樂(lè )觀(guān)情況下2024-2030年數據中心年新增裝機量為24GW,悲觀(guān)情況下年新增9GW,平均年新增16.6GW,按照液冷滲透率60%,浸沒(méi)式滲透率40%計算,有望新增4萬(wàn)噸氟化液需求,按照25萬(wàn)元/噸價(jià)格測算,市場(chǎng)空間約百億元。
申萬(wàn)宏源主要觀(guān)點(diǎn)如下:
液冷技術(shù)是解決數據中心散熱問(wèn)題的有力抓手
伴隨AI、5G等高密度業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,數據中心功率密度不斷增加的同時(shí)亦帶來(lái)高熱密度和巨額能耗問(wèn)題,AI服務(wù)器功率2000-3000W,遠高于普通服務(wù)器功率300W-1000W,數據中心散熱問(wèn)題成為重大挑戰。英偉達自BlackWell架構開(kāi)始使用液冷,GB200采取單相冷板+風(fēng)冷方案,DGXGB300系統引入機架級液冷設計,全面轉向全液冷設計。
冷板式液冷是目前主流方案,單相以水和乙二醇為介質(zhì),英偉達或將采用新的雙相方案
冷板式液冷是一種較早發(fā)展起來(lái)的液冷技術(shù),其將金屬冷板緊貼CPU、GPU等高功耗芯片,冷卻液在冷板內部流道循環(huán)吸熱。其中單相冷板式液冷不發(fā)生相變過(guò)程,適用于中低功率服務(wù)器,且無(wú)需對原有架構進(jìn)行較大迭代,是目前主流的技術(shù)路線(xiàn),其冷卻介質(zhì)以水、乙二醇等液體為主,約占液冷總體市場(chǎng)的70%。雙相冷板式液冷采用低沸點(diǎn)液體如R134a或氟化液等,在冷板內吸收熱量后發(fā)生相變(從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)),利用相變潛熱高效帶走熱量,散熱效率高于單相冷板,可應對更高功率密度,英偉達的Rubin芯片或將采用顛覆性的雙相冷板技術(shù)。
浸沒(méi)式液冷散熱效率高于主流冷板式,成長(cháng)空間廣闊
浸沒(méi)式液冷是將服務(wù)器整機或部件浸入不導電的冷卻液中,通過(guò)液體對流和相變(如蒸發(fā)吸熱)帶走熱量,分為單相浸沒(méi)(無(wú)相變)和雙相浸沒(méi)(有相變),適用于超高功率密度場(chǎng)景。相比于雙相,單相的優(yōu)勢在于部署成本和冷卻介質(zhì)成本更低,且無(wú)冷卻液溢出風(fēng)險,因此目前浸沒(méi)式液冷中主要以單相為主;雙相的優(yōu)勢在于散熱能力和散熱極限更高,但在成本和技術(shù)成熟度上還暫時(shí)落后于單相。目前采取單相方案的以阿里、字節、騰訊為主,采取雙相方案的以浪潮信息(000977)、中科曙光(603019)的超算中心等為主。
氟化液或是浸沒(méi)式液冷的最佳介質(zhì),全氟聚醚及六氟丙烯低聚體有望脫穎而出,市場(chǎng)空間約百億
目前浸沒(méi)式液冷選取的冷卻介質(zhì)包括礦物油、硅油及氟化液,其中礦物油及硅油雖然成本較低,但常溫下粘度較高,且具有閃點(diǎn),使用中有可燃助燃風(fēng)險,絕緣強度高,介電常數高,可能影響信號傳輸。氟化液具有良好的綜合傳熱性能,可以實(shí)現無(wú)閃點(diǎn)不可燃,且穩定性極佳,介電常數低,但痛點(diǎn)在于成本較高。
主流氟化液包括氫氟醚、全氟聚醚、六氟丙烯低聚體及全氟胺,其中氫氟醚介電常數較高,適用于精密部件的清洗;全氟聚醚和六氟丙烯低聚體綜合性能佳,但全氟聚醚價(jià)格較貴,六氟丙烯低聚體成本低但酸性和揮發(fā)性問(wèn)題暫未解決;全氟胺此前已被選為成熟方案,但3M退出后,因其生產(chǎn)需要電解,耗電量極大,工藝壁壘較高。
申萬(wàn)宏源認為,全氟聚醚及六氟丙烯低聚體有望成為未來(lái)浸沒(méi)式液冷主流選擇。根據IEA預測,2025年全球數據中心總裝機量有望達到114.3GW,樂(lè )觀(guān)情況下2024-2030年數據中心年新增裝機量為24GW,悲觀(guān)情況下年新增9GW,平均年新增16.6GW,按照液冷滲透率60%,浸沒(méi)式滲透率40%計算,有望新增4萬(wàn)噸氟化液需求,按照25萬(wàn)元/噸價(jià)格測算,市場(chǎng)空間約百億元。
標的方面
液冷是AI產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢下解決散熱問(wèn)題的重要工具,上游冷卻介質(zhì)迎來(lái)較佳的發(fā)展機遇,氟化液建議關(guān)注東陽(yáng)光(600673)(600673.SH)、巨化股份(600160)(600160.SH)、永和股份(605020)(605020.SH)、新宙邦(300037)(300037.SZ)、八億時(shí)空(688181.SH)、三美股份(603379)(603379.SH)、昊華科技(600378)(600378.SH)、東岳集團(00189);硅油建議關(guān)注潤禾材料(300727)(300727.SZ)、新安股份(600596)(600596.SH)、興發(fā)集團(600141)(600141.SH)。
風(fēng)險提示
1)AI數據中心建設進(jìn)度不及預期;2)環(huán)保政策風(fēng)險;3)行業(yè)競爭加劇風(fēng)險。
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