通信行业研究：AI发展带来高密度算力需求，带动服务器液冷行业快速发展

投资逻辑： 趋势：AI行业发展带来高算力需求，有望带动服务器液冷快速发展： 开年以来AI行业不断迎来催化，强化了市场对于实现通用人工智能的信心，预计全球科技领域的巨头将持续向AI投入资源，加速产业发展进程。英伟达在GTC大会上重点介绍了与B200芯片和GB200芯片配套的液冷技术，英伟达的选择在业内具有风向标意义，这次发布会或将成为液冷发展的重要推动力，将为整体AI服务器市场带来划时代的技术革新。在国内，液冷渗透率提升趋势在三大运营商AI服务器集采中亦得以彰显，电信AI算力服务器(2023-2024年)集中采购中液冷服务器占比约为25%，移动2023年至2024年新型智算中心（试验网）采购（标包12）的采购中液冷占比超90%。 动力：政策端+需求端双重驱动： 数据中心耗电量巨大，减排迫在眉睫，政策端全国PUE要求趋严，《信息通信行业绿色低碳发展行动计划（2022-2025 年）》，要求到2025年，全国新建大型、超大型数据中心电能利用效率（PUE）降到1.3以下，改建核心机房PUE降到1.5以下。国内三大运营商联合发布《电信运营商液冷技术白皮书》推动液冷发展。从需求端看，AI行业快速发展加速液冷时代来临。在芯片端，高算力应用场景不断涌现，AI芯片迭代加速，芯片功耗逐代提升。在机柜端，功率密度不断提升，科智咨询预计到2025年单机柜功率密度将向20kW演进，液冷散热势在必行。 技术：液冷可显著降低PUE，冷板式占比90%： 根据英特尔绿色数据中心项目负责人介绍，新建数据中心可以通过选择使用一系列先进的软硬件技术，或选址在高纬度地区，通过新风进行散热。风冷也可以使PUE值达到1.3，但是要进一步降低PUE，或是数据中心选址在南方等年平均气温较高的地方，液冷就可能从可选项变成必选项。液冷可划分为冷板式液冷、浸没式液冷和喷淋式液冷。液冷技术可使数据中心PUE达到1.3以下。其中浸没式液冷技术可以将PUE降到1.2以下，联合其他技术，可以趋近于1。目前液冷方案中，冷板式是我国最早采用的液冷方式，成熟度较高，由于价格相对较低、可改装、对服务器自身要求较低等优势占据主导地位。IDC数据显示，2023上半年，中国液冷服务器市场中，冷板式占到了90%。 规模：2027年中国液冷服务器市场规模预计将达到89亿美元： 根据科智咨询，预计2023年中国液冷数据中心市场将实现53.2%的高速增长，市场规模将达到154亿元。预计到2027年，AI大模型商用落地，液冷生态趋于成熟，市场规模有望达到1020亿元，2022-2027年CAGR达59%。根据IDC数据，2022年中国液冷服务器市场规模达到10.1亿美元，同比增长189.9%。2023上半年中国液冷服务器市场规模达到 6.6亿美元，同比增长283.3%，预计2023年全年将达到15.1亿美元。IDC预计2022-2027年，中国液冷服务器市场年复合增长率将达到54.7%，2027年市场规模将达到89亿美元。越来越多的主流IT设备厂商均已公开表明将加大研发力度并加快液冷产品迭代速度，未来中国液冷服务器市场预计将持续保持高速增长。 投资建议与估值 液冷可以显著降低数据中心PUE，政策端和需求端带来双重拉动作用。IDC预计2022-2027年，中国液冷服务器市场年复合增长率将达到54.7%，2027年市场规模将达到89亿美元。当前AI行业快速发展背景下，服务器液冷有望迎来加速发展。建议关注英维克、同飞股份、佳力图、高澜股份、申菱环境。 风险提示 原材料价格上涨、行业竞争加剧、宏观经济及下游行业波动、AI发展不及预期、新业务发展不及预期 内容目录 1、趋势：AI行业发展带来高算力需求，有望带动服务器液冷快速发展4 2、动力：液冷显著降低数据中心PUE，政策端+需求端双重驱动6 2.1.数据中心耗电量巨大，节能存在较大优化空间，政策端驱动推动行业发展6 2.2.AI行业发展带来芯片功耗与机柜密度不断增加，液冷散热势在必行7 3、技术：液冷可显著降低PUE，冷板式占比90%8 4、规模：2027年中国液冷服务器市场规模预计将达到89亿美元10 5、相关标的13 英维克（002837.SZ）：“端到端、全链条”的平台化布局已成为公司液冷领域重要优势13 同飞股份（300990.SZ）：积极拓展数据中心温控业务，自主研制全链条解决方案14 申菱环境（301018.SZ）：数据中心液冷产品截至2022年底累计交付规模超500MW14 佳力图（603912.SH）：重点推广数据中心节能改造，拥有冷板式及单相浸没式液冷方案15 高澜股份（300499.SZ）：具备冷板和浸没液冷数据中心热管理解决方案，已形成量产规模16 6、投资建议17 7、风险提示17 图表目录 图表1：英伟达FY2025Q1业绩亮眼4 图表2：AI数据中心液冷解决方案GB200NVL725 图表3：中国电信AI算力服务器集采5 图表4：中国移动新型智算中心服务器集采（标包12）5 图表5：2014-2022年全国数据中心耗电量（左轴）与数据中心耗电量占全国用电量比重（右轴）6 图表6：《电信运营商液冷技术白皮书》三年愿景7 图表7：Intel与NVIDIA近年来发布产品8 图表8：数据中心冷却方式演进8 图表9：液冷技术方案对比9 图表10：数据中心温控技术比较10 图表11：冷板式液冷系统技术原理10 图表12：液冷服务器产业链11 图表13：2019-2027年中国液冷数据中心市场规模11 图表14：2019-2027年中国液冷数据中心市场规模12 图表15：2022年中国液冷数据中心行业需求结构13 图表16：英维克Coolinside全链条液冷解决方案14 图表17：同飞股份数据中心液冷产品配置14 图表18：申菱环境冷板式液冷温控系统15 图表19：佳力图受邀参加大湾区数据中心冷却技术与系统设计高峰论坛并展示解决方案16 图表20：相关标的估值（截至2024年5月24日收盘价）16 1、趋势：AI行业发展带来高算力需求，有望带动服务器液冷快速发展 2024年2月15日，OpenAI发布人工智能文生视频大模型Sora，可以根据用户的文本提 示创建最长60秒的逼真视频。模型效果远超所有此前文生视频模型。英伟达人工智能研究院首席科学家JimFan称“这是视频生成领域的GPT-3时刻”。2月16日，谷歌发布Gemini1.5，支持100万token上下文窗口，并在长上下文理解方面取得突破，距去年12月Gemini1.0发布时间间隔不到3个月。开年以来AI行业不断迎来催化，强化了市场对于实现通用人工智能的信心，预计全球科技领域的巨头将持续向AI投入资源，加速产业发展进程。2024年2月22日，英伟达发布Q4业绩情况。Q4实现营收211亿美元，高基数基础上环比增长22%，同比大幅增长265%，超越市场预期的204.1亿美元，单季收入即超2021年全年。英伟达CFO表示，目前GPU的供应正在改善，且需求强劲。并预计下一代产品的市场需求将远远超过供给水平。2024年5月22日，英伟达发布2025财年第一 财季业绩情况，Q1实现收入260亿美元，高于市场预期的246.9亿美元，其中数据中心收入226亿美元，高于市场预期的211.3亿美元。Q1毛利润率为78.9%，高于预期的77%。英伟达预计第二财季收入为280亿美元，将高于市场预期的268亿美元。英伟达业绩持续超市场预期，印证了AI行业发展的高持续性。AI行业的持续快速发展将带来高算力需求，进而带动机柜数量和单机柜功率双增长，数据中心正朝高密度方向发展。随着单机柜功率 密度增大，传统风冷散热方式将逐渐无法满足散热需求，服务器液冷有望迎来加速发展。 图表1：英伟达FY2025Q1业绩亮眼 来源：英伟达官网，国金证券研究所 3月19日在GTC大会上，英伟达重磅发布B200芯片与GB200芯片，与前代H100相比，B200的算力提升了6倍。GB200芯片则是基于B200GPU打造的AI加速平台，由两个B200GPU和一个GraceCPU组成。在具有1750亿个参数的GPT-3LLM基准测试中，GB200的性能是H100的7倍，而训练速度是H100的4倍。随着GPU性能的提升，功耗也在不断增加，大会上英伟达还重点介绍了与B200芯片和GB200芯片配套的液冷技术。通过液冷散热方式的改变，英伟达实现了高密度部署和提升散热效率的目标，使得单机柜的功率能够达到较高的水平。英伟达CEO黄仁勋曾提到，坚信浸没式液冷技术就是未来指标，将带动整片散热市场迎来全面革新。英伟达的选择在业内具有风向标意义，这次发布会或将成为液冷发展的重要推动力，将为整体AI服务器市场带来划时代的技术革新。工业富联旗下子公司鸿佰科技出席了英伟达2024GTCAI大会，展出与英伟达合作开发的新一代AI服务器与液冷机柜等多项技术和解决方案。会上，鸿佰科技展出多种AI服务器产品，包括IngrasysNVIDIAMGX服务器、搭配液冷解决方案的AI加速器GB6181、AI数据中心液冷解决方案GB200NVL72、ES2100储存系统等。 图表2：AI数据中心液冷解决方案GB200NVL72 来源：工业富联公众号，国金证券研究所 在国内，液冷渗透率提升趋势在三大运营商AI服务器集采中亦得以彰显。2023年8月21日，中国电信发布AI算力服务器(2023-2024年)集中采购项目集中资格预审公告。集采的产品品类分别为训练型风冷服务器（I系列）、训练型液冷服务器（I系列）、训练型风冷服务器（G系列）、训练型液冷服务器（G系列），共计4175台，其中风冷型服务器 3121台，液冷型服务器1054台，液冷服务器占比约25%。2024年1月17日，中国移动 通信有限公司发布《中国移动2023年至2024年新型智算中心（试验网）采购（标包12）》 招标公告。采购人工智能服务器1250台及配套产品，其中风冷型服务器106台，液冷型服务器1144台，液冷服务器占比超90%。液冷服务器在运营商集采中占比提升。 图表3：中国电信AI算力服务器集采图表4：中国移动新型智算中心服务器集采（标包12） 来源：C114通信网，中国电信，国金证券研究所来源：通信世界网CWW，中国移动，国金证券研究所 2、动力：液冷显著降低数据中心PUE，政策端+需求端双重驱动 2.1.数据中心耗电量巨大，节能存在较大优化空间，政策端驱动推动行业发展 近年来随着5G、物联网、云计算、AI等数字化技术的发展，数据计算量呈现井喷式增长，配套的数据中心与通信基站投资及建设力度也不断加大。随着数据中心规模不断增大，耗电量也随之剧增。根据国家能源局数据，2022年我国数据中心耗电量达2700亿千瓦时，能耗约占全国总用电量的3.1%，足以满足上海、深圳两座超大型城市的全年用电需求。IDC预计到2024年我国数据中心耗电量将占到全社会耗电量的5%以上。中国能源报预计到2030年全国数据中心耗电量将接近4000亿千瓦时，数据中心减排迫在眉睫。中国电子学会副秘书长洪京一在“算力-电力联合调度促进数据中心绿色发展研讨会”上表示，“一方面，数据中心用电量大、用电负荷高，在‘双碳’目标下减排任务重；另一方面，新型电力系统建设需要云计算、5G等高科技支撑，算力调度在提高可再生能源电力应用比例、降低用能成本、增强电网安全等方面具有重要意义。” 图表5：2014-2022年全国数据中心耗电量（左轴）与数据中心耗电量占全国用电量比重 （右轴） 数据中心耗电量（亿千瓦时） 数据中心耗电量占比（%） 3,0004% 2,5003% 3% 2,000 2% 1,500 2% 1,000 1% 5001% 0 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 0% 2022 来源：国家能源局，前瞻产业研究院，中国电信业，开放数据中心委员会，国金证券研究所 全国PUE要求趋严，数据中心温控设备需求将不断提升。2022年2月，国家发展改革委、中央网信