液冷温控行业点评：运营商发布液冷技术白皮书，推进动产业链加速落地

事项： 2023年6月5日，在第31届中国国际信息通信展览会上，中国移动、中国电信、中国联通三家基础电信运营企业，邀请液冷产业链的相关代表企业，共同面向业界发布《电信运营商液冷技术白皮书》。白皮书提出三年发展愿景，三大运营商将于2023年开展技术验证；2024年开展规模测试，新建数据中心项目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。 国信通信观点：1）数据中心能效监管趋严，最新要求国家算力东、西部枢纽节点数据中心PUE分别控制在1.25、1.2以下，散热效率较传统风冷大幅提高，是算力需求急剧提升下IDC绿色化、节能化的重要温控技术手段之一；在AI带动机柜功率持续提升趋势下，液冷将成为数据中心“刚需”2）三大运营商发布液冷技术白皮书，指引在2025年液冷渗透率需要达到50%，按照指引测算，2025年液冷市场空间将达到63亿元，远超风冷市场空间15.6亿元，为来算力需求进一步提升液冷市场空间潜力有望随之提升；3）除运营商外，互联网大厂也早有液冷布局，白皮书发布进一步明确IDC温控技术路径指引，有望拉动互联网大厂积极跟进，加速互联网企业液冷数据中心的规划化落地进程； 投资建议：运营商倾向于采购头部供应商，有望带来行业集中度提升，推荐液冷头部企业【英维克】、【申菱环境】等。 评论： 数据中心能效监管趋严，液冷较传统风冷更能有效降低PUE 在“双碳”宏观形势下，政府部门近年陆续出台多项文件，对数据中心PUE监管要求不断提高、达标时间不断提前，2021年11月发改委印发《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》，明确到2025年，新建大型、超大型数据中心PUE降到1.3以下，国家枢纽节点降至1.25以下。2022年1月发改委明确要求国家算力东、西部枢纽节点数据中心PUE分别控制在1.25、1.2以下，液冷技术通过冷却液体替代传统空气散热，液体与服务器热交换效率更高，有利于数据中心整体PUE降低，是未来数据中心走绿色化、节能化道路的重要应用技术手段之一。 2025年运营商新建项目液冷渗透率大幅提高，液冷市场空间有望达到63亿元 根据白皮书指引，三大运营商新建数据中心项目的液冷渗透率需在2024年达到10%，2025年达到50%，经我们测算，在该指引下2025年液冷市场空间将达到63亿元，远超风冷市场空间15.6亿元： ※白皮书指引：三大运营商新建数据中心液冷渗透率2024年达到10%、2025年达到50%； 关键假设1：假设三大运营商IDC机柜23-25年增速分别为5%、8%、10%； 关键假设2：假设液冷单机柜功率为8-10KW，单机柜造价为0.8-1万元/KW； 关键假设3：假设风冷单机柜平均功率为4KW，单机柜造价为0.5万元/KW。 表1：液冷市场规模测算-从机柜角度出发 运营商已经开始多地试点，并有望带动互联网大厂跟进 国家、地方及行业积极推出相关政策引导液冷技术落地，2021年7月工信部《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》要求“加强核心技术研发。鼓励企业加大技术研发投入，开展新型数据中心预制化、液冷等设施层，专用服务器、存储阵列等IT层，总线级超融合网络等网络层的技术研发”。2021年11月发改委《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》明确“支持采用液冷等方式”。 三大运营商不断进行实践，助力液冷技术落地。中国移动积极开展液冷系统试点应用，2019-2021年分别在河北、山东、江苏、浙江组织液冷试点，并在2023年于呼和浩特智算中心项目中启动液冷规模试点。 中国电信在5GBBU站点及数据中心机房积极进行液冷试点应用，2020年就启用首个试验点（5GBBU站点），上线2个液冷机柜，满负载率条件下PUE值约1.15；同时在高密度机房开展数据中心液冷试点，2018年在广州即开展冷板式液冷试点，PUE值约1.2，2023年计划在京津冀、安徽、广州分别开展多个液冷机柜项目，包含冷板式机柜和浸没式机柜。中国联通2021年在德清云数据基地投产的冷板式液冷已稳定运行近两年，2021年在在郑州开展5GBBU设备液冷喷淋测试，配置一套10kW液冷机柜，PUE值约为1.16。三大运营商积极探索实践液冷技术，加速推进液冷技术落地。 互联网巨头早已积极布局液冷技术，白皮书发布有望拉动互联网企业液冷规模化布局加速落地，进一步提高液冷市场空间。阿里巴巴从2016年就开始大规模部署液冷技术试点，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（杭州云计算数据中心）；百度在2021年发布《天蝎4.0液冷整机柜开放标准》，积极布局冷板液冷方案；京东在2021年即采用整机柜液冷技术，并规模投入“双11”机房中。伴随液冷技术的进一步成熟、国家PUE指标趋严、三大运营商白皮书发布进一步明确IDC温控技术路径指引，有望带动互联网大厂积极跟进，加速液冷规划化落地进程。 液冷技术亦是AI大趋势下数据中心的“刚需” AI算力服务器功耗较传统服务器大幅提升，NVIDIA DGXA100 640GB最高功耗可达6.5KW。AI服务器通常采用CPU+GPU/FPGA/TPU等异构架构，使用大量高功率的CPU、GPU芯片，整机功率随之大幅走高，如用于训练ChatGPT的英伟达AI服务器（NVIDIADGXA100640GB）包含8颗GPU（NVIDIAA10080GBTensorCore GPU）和1颗CPU处理器（AMDRome7742），系统功耗最大可达到6.5KW。 大模型的陆续问世拉动AI算力需求持续提升，对数据中心的功率需求随之提高。面对快速且持续增长的算力需求，IDC建设速度及土地面积成为制约因素之一，提高单机柜功率成为发展趋势，AI高功率数据中心机柜占比进一步提高。标准机柜一般尺寸为19英寸*42U机柜，即宽48.2厘米*高186.7厘米，以英伟达A100服务器为例，高264.0毫米、宽482.3毫米、长897.1毫米，单从机柜尺寸角度出发，标准机柜最多可以放7个A100服务器，单机柜最大功率可达到45.5KW。 传统风冷技术冷却机柜功率密度较低，无法满足AI服务器散热需求。目前IDC主流的散热冷却技术主要可以分为风冷和液冷两大类别，根据《冷板式液冷服务器可靠性白皮书》数据显示，自然风冷的数据中心单柜密度一般只支持8-10kW，通常液冷数据中心单机柜可支持30kW以上的散热能力，并能较好演进到100kW以上。散热冷却系统所采用冷却技术不同，对应的移热速率差距也不同，一旦选择不合适的冷却系统，单机柜功耗与冷却系统能力不符合，会导致机柜温度不断升高，进而导致算力下降，对硬件设备造成不可逆损伤。 液冷技术是有效应对高单机柜功率密度的冷却技术。AI训练及推理应用、超算等高算力业务需求持续推升，由此带来的芯片性能需求、服务器功率需求不断提高，散热问题成为发展痛点之一，以英伟达DGXA100640GB服务器为例，此前测算的单机柜最大功率为45.5KW，传统风冷无法做到及时散热，液冷技术利用液体较高的比热容和换热能力可以支撑更高功率散热，有望成为新型制冷“刚需”。 投资建议： 运营商倾向于采购头部供应商，有望带来行业集中度提升，推荐液冷头部企业【英维克】【申菱环境】等。 风险提示： AI大模型发展不及预期，液冷技术进展不及预期，液冷市场竞争加剧引发价格战 表2：重点公司盈利预测与估值 免责声明