【TMT电子】头部服务器液冷专家

会议要点 1.服务器液冷渗透率及市场展望 服务器液冷市场：当前液冷渗透率还不高，但随着英伟达B100芯片的使用，预计服务器液冷将迎来显著的增长。服务器市场规模：国内服务器市场约为1900亿规模，液冷服务器市场占比约为16%。 液冷项目价值量：在高性能计算数据中心项目中，IT设备包括服务器、存储交换机占总成本约85%-90%，二级结构设施如机电、土建、装修约占10%-15%。 会议要点 1.服务器液冷渗透率及市场展望 服务器液冷市场：当前液冷渗透率还不高，但随着英伟达B100芯片的使用，预计服务器液冷将迎来显著的增长。服务器市场规模：国内服务器市场约为1900亿规模，液冷服务器市场占比约为16%。 液冷项目价值量：在高性能计算数据中心项目中，IT设备包括服务器、存储交换机占总成本约85%-90%，二级结构设施如机电、土建、装修约占10%-15%。 2.液冷成本论坛分析与展望 机电部分占大头，暖通制冷占机电的75%左右。液冷项目中，暖通制冷成本占比约为整个项目的2.6%。 服务器内冷板成本占服务器总成本比例较小，但材料（如纯铜）和加工成本较高。外部液冷系统（包括管路、CDU、冷却塔等）的成本约为每千瓦4000元，且与冷却方案有关，价格有波动范围。 3.液冷铜铝材料及加工探究 公司采购制造材料主要是铜板和铝座，其中铜板成本不高，一斤多一两的铜板价值几十元，而铝座是外购的铸件。铜用于制作与CPU接触的部分，铝座用于固定铜板和CPU，铝因成本低廉被用于固定功能。 公司产品设计含有三层结构，并进行了精密的流道设计，旨在提升热传导效率和减少阻力，核心层为铜制流道。 4.高敏感性与成本兼顾 液冷系统的核心难点在于确保密封不漏水，防止对昂贵的服务器芯片带来损失。零漏水是液冷产品的最基本要求。液冷技术方面存在技术壁垒，行业内不同厂商之间存在质量差异。产品合格率是衡量一个厂商好坏的关键指标。 服务器液冷系统还包含复杂的热管理组件如CDU和分气管，这些组件对于控制和分配冷却液至关重要，要求抗酸碱抗腐蚀和精确的热交换能力。CDU的抗腐蚀设计和精确密封处理是提升产品可靠性的重点。 5.CDU成本分析 服务器液冷系统中，CDU（CoolingDistributionUnit）占比较高，内含水泵、发电和多种控制电器，其成本和制造技术是系统的关键部分主要部件如水泵、不锈钢管路、控制器等多数采购自外部供应商，但组装和部分控制部件的制造是内部完成 泵等关键部件主要依赖国外高端品牌，国内供应商如凯旋（Kaixuan）和中金环境等相对较便宜，但技术上存在差距 6.液冷技术发展及成本分析 液冷技术正在稳步发展，冷板液冷因技术成熟和低改造成本而占据国内90%的市场份额，但浸没式（寂寞式）液冷具备节能等优势，为发展方向。 浸没式液冷因初期投资大、二级设备限制多、成本高等原因，采用及推广受限，但适用于新建机房。 服务器液冷部件成本有较大差异，不同泵和CDU的成本可从数万至上百万不等，初期设备选型和成本预算是关键因素。 7.液冷技术壁垒与服务器市场 独特的液冷技术：公司专注于独特液冷技术，具有较高的单千瓦价值量和毛利率。技术壁垒：公司生产冒泡相变片，存在技术壁垒，国内大规模生产仅该公司可行，竞争者难以达到大规模与常规使用。 搭配专用化设计：与中科曙光合作，为其特定芯片与服务器开发匹配的液冷产品，这种专配设计导致其他芯片和服务器难以使用，呈现客户粘性。 Q&A Q：目前我国服务器液冷市场渗透率如何，比如传统服务器、训练服务器和推理服务器的液冷使用情况？ A：我国的服务器市场在过去两年的规模大约在1900亿左右，其中液冷服务器的市场规模大概在120亿，占比大约16%点几。这个比例本来有望更大，但因为近期对购买英伟达芯片的限制，原本预期的增长未能实现。目前普通训练服务器和推理服务器的液冷渗透率不同，训练服务器渗透率相对较低，而推理服务器则较高。超算服务器在我国也只是占据了一百多亿的市场规模。在购买训练服务器的各互联网厂商或下游中，大部分还是会选择使用液冷，尤其是那些建立大型算力中心的企业，但一些科研机构、学校可能会选择风冷服务器来搭建较小的环境。总体上，对于高性能计算需求来说，绝大多数是液冷而非风冷。 Q：能否提供一些你们做过的液冷项目案例，以及在这些项目中液冷系统、配电系统的价值量？ A：在我们做的一些直算数据中心项目中，IT设备（包括服务器、网络设备、存 储等）占据了整个数据中心总投入的85%以上，接近90%，而液冷等基础设施投入占比则不到15%。这些IT设备绝对是投资的大头，与此同时，二级结构设施如机电、土建、装修和照明等其他杂项占比在10%左右。 Q：机电部分在数据中心成本中所占比重如何？ A：在数据中心总成本中，IT设备占87%，剩余13%为其他部分，其中机电部分，主要包括供电和暖通制冷，占据了约75%。而在液冷项目中，暖通制冷的成本在整个项目中的比例大约为20%，约占2.6%。 Q：服务器与液冷系统的价值量分布如何？ A：对于液冷服务器，冷板在服务器中占的比重较小。一台配有8个GPU的训练服务器冷板部分大约两三万人民币，总体占比不高。辅助冷板的设备，包括CDU（冷却分配单元）和管路等，每千瓦造价大约在4000元左右，涉及外部连接的管路和设备的成本相对较高。 Q：液冷的相关部件在成本中的分配如何？ A：详细拆分下来，管路和阀件大约占2000元，CDU的成本约为1000元，外部的冷却设备约500元。这些价格并不是固定不变的，会根据 制冷方案和设备的不同有所变动，通常价格范围在3500到4500元之间。Q：制冷服务器内部的硬件成本和价值如何？A：服务器内部的冷板需要进行精细的加工，加工成本较高，并且使用的是成本较贵的铜材料。而且，需要考虑材料费以外的人工费和检验费用。公司的产品毛利一般在50%，这意味着材料、人工、研发等成本总和约为产品售价的一半。Q：随着规模的扩大，成本是否有可能降低？A：随着产量增加，规模化生产将降低成本。 Q：铜板的物料成本是多少？ A：如果单看铜板的成本，一块重量大约为1斤多，须知我们购买的是已被切割成特定尺寸的铜板。以前的价格并不是很高，一斤多铜的成本可能在上百块人民币左右。 Q：你们的铜板主要从哪些厂商采购？A：我们从专业的铜的制造商采购铜板。至于合作的具体供应商，我可以在会后给您反馈。 Q：除了铜板，你们是否也使用铝板？A：铝座是我们从外部供应商那里采购的。我们不自己制造是因为涉及到模具开发、某些加工工艺以及对环境潜在的污染问题。所以，我们使用的是铝材质的底座，因为铝相比其他材料便宜又质轻。一块铜板对应的铝座的重量大约在200 到300克之间。Q：铜板是否一定使用纯铜，还是有其他的材料？A：我们使用的确实是纯铜，不会使用复合铜。Q：铜板和铝座是如何与GPU结合在一起？ A：铝座的作用是固定功能。铜板表面贴合芯片，铝座则作为底座，用于将铜板上的GPU芯片固定在PC板上。这个结构有助于通过液冷系统有效地散热。Q：铜板中的冷却液是什么组成？A：铜板中使用的冷却液通常是乙二醇或丙二醇。整个铜板结构其实分为三层：两层铜壳由上下构成，中间是流道层。冷却液就流经这个中间的流道层，通过特定的加工工艺，这些层在钎焊炉中焊接合成为一体。设计考虑了高效的热传导和低流体阻力，部分加工还包括制作极细的铜瓷片，厚度至0.02毫米，类似于空调外机所用的铝箔。Q：铜板是否都有接口用于连接，还是多个铜板焊在一起共用接口？ A：每块铜板都会有单独的接口。整个液冷系统是通过管子将各铜板串联起来的。外部会有两个接口连接至次级设备，以形成完整的液冷循环系统。 Q：服务器液冷系统在实际运用中最大的挑战是什么？有哪些难点或技术门槛？ A：服务器液冷系统的核心挑战是确保不发生任何漏液情况，因为液体可能损坏昂贵的硬件，比如几万美金的GPU芯片。解决这一挑战主要依赖于密封技术和漏水检测系统的灵敏度。另一个难点是在材料成本和有效散热之间找到平衡点，使用尽可能少的铜质材料，同时保持出色的冷却效果。此外，随着芯片功率密度的提高，例如NVIDIA的显卡，散热系统承受的压力也更大，系统需要能够高效地带走更多的热量。目前有3DVC和负压方案等技术尝试来提高散热效率。 Q：即使是大型厂商生产的液冷系统，也有发生漏液的风险吗？ A：是的，所有厂商生产的液冷系统都有可能发生漏液，包括华为等大品牌在内。漏液问题有时并不是由硬件本身造成的，而可能是循环介质如乙二醇或丙二醇出现化学变质或腐蚀导致的。密封性和正确处理冷却液对预防漏液至关重要。 Q：目前冷板液冷系统中使用的冷却剂有哪些，使用它们的目的是什么？ A：通常使用的冷却剂包括乙二醇、丙二醇和去离子水，它们的成本都不高，因为这些都是大规模产生的工业化产品。有实验正在探索使用制冷剂，例如静默式液冷使用的类似家用空调中的制冷剂。制冷剂的优势是即使发生漏液，它也会蒸发，不会损坏硬件。使用制冷剂可以提高液冷系统对热量的散发能力。 Q：冷板液冷系统的功能模块包括哪些关键部分？有何作用？ A：关键功能模块主要包括CDU(冷冻水分配单元)、板式换热器和相应的管路系统。CDU起到的主要作用是对冷却液进行分配和热交换，它内含水泵，为系统提供动力进行循环。板式换热器的作用是通过水进行热交换，从而将热量传导至外部的冷却塔或干冷机，并最终通过水蒸发或风冷将热量散发到大气中。管路系统负责将冷却液分配到每个服务器。这些部件在防腐蚀以及密封上面临挑战，务必要保证连接处密封严密，避免漏液。 Q：液冷系统中，冷冻单元（CDU）的成本占比是否较高？CDU中的泵和控制设备对成本有什么影响？ A：CDU的成本占比相对较高，因为CDU里面包含了水泵、发电设施和众多控制电器设备。由于管路使用的是不锈钢管路，且比较长和粗，这部分的制造成本也是比较高的。如果客户有2N配置的需求（多余一套设备以备用），这样也会 对CDU的成本产生影响。一个CDU中的泵有可能价值数万甚至是几十万人民币，这取决于需求而定，泵的成本在整个CDU里面也占有一定比例。 Q：在您的液冷系统中，有哪些部件是自制的，哪些是外部采购的？ A：对于液冷系统中的部件，像泵、发电机和冷却器这类设备我们是采购的，不锈钢管路是购买回来后我们自己进行焊接的。控制部分是由我们公司自己制作的。高低压压力传感器、温度传感器、液位传感器等控制传感器也都是外部采购的。至于板块，也是外部采购，我们会根据具体需求选择不同的供应商。 Q：泵等关键部件在选择供应商时，您会考虑哪些因素？除了国外的供应商外，国内有哪些品牌做得好？ A：泵这类关键部件，我们会选用国外的顶级品牌，比如格兰富，因为它们的可靠性和性能都比较好，比如流量、扬程、噪音控制和效率，这些品牌能提供更低的能耗和更高的可靠性。至于国内的品牌，我们也会采用，比如南方泵业，这是在模仿国外品牌方面做得非常成功的一个例子，它的质量是相当不错的，并且价格更便宜。 Q：在您的液冷系统中，贵的不锈钢部件和泵在成本中大约能占多少比例？A：不锈钢部件由于出货量较少，其价格相对更高。至于泵，如果选择铸造不锈 钢且指定特定品牌，则价格也会较贵。例如，一般大型的泵可能需要上万元人民币，如果是特定定制的大型泵，那价格就更高了，可能是几十万人民币。这个价格会根据泵的规格和客户的特定需求来决定。如果我们选择国内品牌，价格可能会便宜一半左右。 Q：国内外对服务器液冷技术的需求情况如何？哪些公司是领先的需求方？ A：国内外对服务器液冷技术都有需求。例如，像字节跳动这样的科技大厂就有对特定品牌服务器液冷技术的需求。客户通常希望选择成本较高、可靠性更好的品牌，因为选用成本较低的国产液冷产品可能存在可靠性问题，长期来看可能造成更大的维护成本。 Q：冷板和浸没式冷却（积木式）在数据中心的应用情况如何？目前主流的冷却技术是哪一种？两者的成本、性能和应用场景有何区别？ A：目前在国内，数据中心的液冷解决方案中90%以上都