一、算力跃升驱动散热技术迈向液冷
- 芯片散热功耗持续攀升: 随着信息技术发展和产业数字化转型,数据量几何级增长,算力和硬件能耗持续增加。CPU散热设计功耗已达350~500W,GPU散热设计功耗超过800W。芯片功率密度提升制约散热和可靠性。
- 数据中心能耗分布: 数据中心总用电量约占全社会用电量3%,IT设备、制冷设备和供电设备分别占比45%、43%和10%。
- 传统风冷系统局限性: 传统风冷系统散热上限一般为20kW/柜,难以满足高功率密度需求。
- 液冷技术优势: 液冷换热效率更高、安全可靠性更有保障、节能效果更优异、降低机房噪音、支持高密度部署。
- 液冷技术提升能源使用效率: 液冷可实现节能20%-30%以上,将数据中心PUE降低至1.2以下甚至更低,符合“双碳”政策导向。
- 冷却工质市场空间大幅提升: 液冷技术方案多元,冷板式方案成熟度较高,占比95%以上。芯片及单机柜功耗上升,液冷或成为必要选项。预计2025-2027年全球服务器液冷产品市场规模将达到242、425、568亿元。
二、冷却介质方案多元,关注浸没式液冷应用潜力
- 冷板式液冷: 单相方案成熟,应用最广,包括乙二醇溶液、丙二醇溶液和去离子水等。双相冷板技术成为未来演进方向,R134a与氢氟醚类有望在下一阶段获得更大应用。
- 浸没式液冷: 冷却介质多元化,包括硅油、天然油、合成油和氟化液等。硅油综合性价比佳,但存在挥发性、密封性等问题。天然油和合成油成本低,但长期可靠性较差。氟化液在关键性能指标上优势显著,全氟聚醚(PFPE)和全氟烯烃(PFO)综合性能最佳,PFO具备低GWP优势。
- PFAS法案出台,液冷工质或迎来革新: 全球各国对PFAS问题高度重视,出台禁令。在半导体冷却领域,氢氟烯烃(HFO)、二氧化碳和硅油等或可替代现有氟化液。
三、相关公司
- 统一股份: 浸没式热管理液已开发完成并在实验测试,采用碳氢类合成油冷却油。
- 润禾材料: 浸没式冷却液已实现量产及运用,推出三位一体的浸没式解决方案。
- 集泰股份: 现有产能具备液冷硅油批量生产的条件,研发液冷导热硅油。
- 巨化股份: 国内氟化工龙头,布局液冷相关领域,拥有萤石→氢氟酸→制冷剂/高端氟材料的全产业链布局。
- 新宙邦: 浸没式冷却液已交付部分头部客户测试,控股子公司福建海德福主营氢氟醚、六氟丙烯等。
- 东阳光: 1.4MW CDU量产落地,打造全链条液冷生态,布局全氟聚醚(PFPE)和六氟丙烯低聚体。
- 三美股份: 制冷剂价格上行并继续服务数据中心散热链条,拥有R134a生产配额优势。
- 昊华科技: 产品已应用于液冷服务器,R134a配额优势明显。
- 永和股份: 浸没式液冷产品已通过多家行业头部客户的测试认证,布局全氟聚醚(PFPE)。
- 东岳集团: 氟硅行业龙头企业,布局全氟聚醚路线,拥有R134a生产配额。
- 八亿时空: 资本+技术双向支持推进国产化落地,参股南通詹鼎,后者生产电子氟化液。
- 华谊集团: 前瞻性布局全氟聚醚,剑指含氟电子材料。
四、风险提示
- 下游需求不及预期
- 原材料价格波动
- 市场竞争加剧
- 新技术应用不及预期
- 国际贸易摩擦