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液冷概念受追捧,三大技术路线谁占主流?
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日期:2023年6月7日 下午6:08作者:李莹 編輯:Effie
液冷概念受追捧,三大技术路线谁占主流?

随着数据中心、人工智能技术发展,边缘计算、AI训练、超算等高算力对服务器、芯片等制冷系统提高更高要求,需求催生出巨大的液冷技术需求。

冷液技术其实早就有之,最早我们常听到的就是电脑服务器的制冷系统有两种,风冷和液冷。相较风冷,液冷因为其优良、高效的制冷效果,配置液冷技术的电脑价格也相对较贵。

虽然目前看,风冷仍旧占主导地位。但在技术创新与降低能耗的共同推动下,液冷预计未来在数据中心中渗透率将持续提升,并将成为主流使用的冷却技术。

例如,6月6日,中国移动、中国联通、中国电信三大运营商就在《电信运营商液冷技术白皮书》表示,未来新建的IDC将均全面推进液冷技术,目标是2024年开展规模测试,新建项目10%规模试点应用液冷技术;2025年开展规模应用,50%以上数据中心项目应用液冷技术。

在《三大运营商牵头,液冷成风口,产业链投资机会如何?》一文中,财华社已经带大家认识了什么是液冷技术、发展前景,以及产业链发展概况。

今天主要是再针对液冷技术发展路径、以及行业重点企业布局方向,以及业务发展等进行梳理。

三大技术路线发展如何?

从行业目前发展看,液冷技术存在三种技术路线,分别是冷板式液冷、浸没式液冷和喷淋式液冷。

从名称上可以看出,浸没式液冷和喷淋式液冷两种技术属于直接接触型,冷板式液冷则不直接与发热器件接触,属于间接接触型。

浸没式液冷,顾名思义是将服务器完全浸没在制冷液中,可以最大程度上将热量传导出去。其中,该类别又可分为单相浸没液冷技术和相变浸没液冷技术。

目前国内在这一领域布局的企业不多,代表企业有阿里、中科曙光(603019.SH)、高澜股份(300499.SZ)、英维克(002837.SZ)等。

其中,阿里主要围绕浸入式液冷深入布局,在2018年建成首个互联网液冷数据中心,2020年投产首个5A级绿色液冷数据中心。

中科曙光在浸没相变液冷技术在技术指标、能效水平等方面具有优势。公司已经搭建浸没相变液冷数据中心基础设施,该浸没式相变液冷技术可助数据中心实现全地域全年自然冷却,PUE值最低可降至1.04,并成为公司当前主力液冷产品之一。

最近股价大涨的高澜股份也有浸没式液冷服务器热管理解决方案,并因此受到投资者关注,股价涨幅较大。不过公司表示,2022年,IDC和储能业务占公司整体收入规模相对较低。

喷淋式液冷是一种将液体(油或其他液体作为散热介质)直接喷淋或雾化到散热对象上来吸收热量的散热方法。据可查资料显示,目前喷淋式液冷技术在海外企业中发展较快,国内实践中的应用相对较少。

冷板式液冷则是依靠流经冷板的液体,将固定在冷板上的元器件热量带走,以达到散热的目的。其研发初衷是为了避免冷却液与服务器直接接触,可对主要发热源CPU和内存等部件进行精确制冷。

三种技术对比来看,浸没式液冷往往需要全新的数据中心设计方案,对IT设备进行特殊化定制和设计,成本较高,大规模应用仍有难度。

喷淋式液冷一般不需要对数据中心的基础设施进行大幅度地改动,只需在喷淋模块调整喷淋头,实现喷淋设备与服务器的精准对应。但其也有相应的缺点,就是在降温过程中,存在冷却介质遇到高温电子部件出现飘溢问题,会影响机房及设备环境。

相较之下,冷板式液冷技术开发较早,是目前成熟度最高、行业布局最多、应用最广泛的液冷散热方案,而且对于数据中心的架构影响不大,主要应用于高密度的数据中心领域。

不过冷板液冷技术在现阶段仍存在发展挑战,一是成本相较风冷仍然较高,二是存在漏液风险。

冷板式液冷受追捧

上文我们剖析了液冷三大技术路线各自发展优劣势,从技术成熟度,以及行业重点布局看,冷板式液冷技术为现阶段主流技术,也自然成为行业企业重点布局方向。

液冷行业上游主要为产品零部件,包括接头、CDU、电磁阀、TANK、maniflod等;中游主要为液冷服务器,也是产业链的核心;下游应用领域有互联网、金融、电信、交通和能源等数字化较高的行业。

先说下产业链核心的液冷服务器部分,目前海外液冷服务器厂商包括戴尔、惠普、思科、SGI、BULL、Cray、富士康、超微、Nortech(浪潮合作)、Iceotop等;

国内液冷服务器厂商主要包括华为、中科曙光、神威蓝光、浪潮信息(000977.SZ)、紫光股份(000938.SZ)等。

主流服务器厂商通常在冷板式技术领域均有布局,并且已经在2022年陆续开始建设标准化规模生产冷板液冷服务器的产线。

例如华为FusionServer Pro冷板全液冷系统解决方案,已经应用于高功耗密度服务器机柜部署场景。

从2011年开始,曙光便开启了节能液冷技术的探索和研究,2015年上线第一批商用冷板式液冷设备,其冷板液冷数据中心基础设施已经在多地区、多领域投入应用。

此外,国内产业链重点企业还有英维克、维谛技术、网宿科技、高澜股份等。

得益于液冷需求的快速增长及英维克在液冷的“全链条”平台优势,其冷板式液冷技术在算力行业的产业链成熟度和生态匹配方面均已取得突破性进展。2022年,公司来自数据中心机房及算力设备的液冷技术相关营业收入同比增长5倍左右。

综合来看,在数字经济时代,巨大需求敲开新的液冷风口,很多下游应用厂商、电信运营商也加入产液冷布局。几乎所有的头部互联网公司都已对液冷技术密切跟踪,在冷板式液冷服务器领域也争相分一杯羹。

例如2021年,百度发布《天蝎4.0液冷整机柜开放标准》,积极推动冷板液冷方案。

三大运营商也剑指冷板式液冷技术领域,按照计划,未来三年运营商主要推进冷板式液冷与单相浸没式液冷两种技术路线,不过国泰君安证券预计,早期仍技术较为成熟的冷板式方案为主。

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