一、算力規(guī)模高速提升，有望推動(dòng)對(duì)液冷散熱效率需求
觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心行業(yè)現(xiàn)狀深度研究與發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告（2024-2031年）》顯示，隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程加速，人工智能、大數(shù)據(jù)、5G、IoT、AIGC 等技術(shù)的涌現(xiàn)，我國(guó)算力中心建設(shè)規(guī)模高速增長(zhǎng)。根據(jù)數(shù)據(jù)，截至 2024 年 6 月，全球人工智能大模型數(shù)量共有 1328 個(gè)，中國(guó)約有 478 個(gè)人工智能大模型，位居第二位，占全球比例為 36%。
數(shù)據(jù)來(lái)源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
2020 年以來(lái)，我國(guó)算力總規(guī)模不斷上升，根據(jù)預(yù)測(cè)，2020-2025年 CAGR 達(dá)到 17.32%。2024 年預(yù)計(jì)算力總規(guī)模達(dá)到 265 EFLOPS，較上年同比增長(zhǎng)15.22%，相較于 2020 年算力總規(guī)模 135 EFLOPS，增長(zhǎng)幅度高達(dá) 96.30%。2023 年 10 月，《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》提出，到 2025 年，計(jì)算力方面，算力規(guī)模超過(guò)300 EFLOPS。
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算力規(guī)模的高速提升，有望推動(dòng)對(duì)液冷散熱效率需求。近年來(lái)，市場(chǎng)主流芯片功耗密度持續(xù)提升，散熱需求快速增長(zhǎng)，Intel、ADM 等主要芯片制造商持續(xù)提高芯片的散熱設(shè)計(jì)功耗TDP(Thermal Design Power)，主流系列處理器功耗已達(dá) 350-400TDP/W。此外，AI應(yīng)用發(fā)展推動(dòng) GPU 需求增長(zhǎng)，GPU 功耗密度遠(yuǎn)高于 CPU，NVIDIAH800 功率密度達(dá)到 700TDP/W，已突破傳統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)散熱能力范圍，有望推動(dòng)對(duì)液冷散熱效率需求。
二、綠色低碳數(shù)據(jù)中心勢(shì)在必行，液冷解決方案迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇
目前，數(shù)據(jù)中心實(shí)際運(yùn)行 PUE 與政策要求標(biāo)準(zhǔn)仍存在較大差距，綠色低碳數(shù)據(jù)中心勢(shì)在必行，液冷解決方案迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇。根據(jù)工信部《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023 年）》，到 2023 年底，新建大型及以上數(shù)據(jù)中心 PUE 降低到 1.3 以下，東數(shù)西算樞紐節(jié)點(diǎn)及寒冷地區(qū)力爭(zhēng)降低到 1.25 以下。政策要求與數(shù)據(jù)中心實(shí)際運(yùn)行PUE 仍有較大差距，需要采用更加高效節(jié)能的技術(shù)及設(shè)備，降低數(shù)據(jù)中心能耗。
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2024 年 7 月，國(guó)家發(fā)展改革委等四部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃》，提出明確發(fā)展規(guī)劃：到 2025 年底，全國(guó)數(shù)據(jù)中心整體上架率不低于 60%，平均電能利用效率降至 1.5 以下，可再生能源利用率年均增長(zhǎng) 10%，平均單位算力能效和碳效顯著提高。計(jì)劃到 2030 年底，全國(guó)數(shù)據(jù)中心平均電能利用效率、單位算力能效和碳效達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，可再生能源利用率進(jìn)一步提升。同時(shí)，《計(jì)劃》提出完善數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局、嚴(yán)格新上項(xiàng)目能效水效要求等六項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，大力推廣液冷等高效制冷散熱技術(shù)，穩(wěn)步提升新建數(shù)據(jù)中心單位算力能效水平，要求新建及改擴(kuò)建數(shù)據(jù)中心應(yīng)達(dá)到應(yīng)采用能效達(dá)到《塔式和機(jī)架式服務(wù)器能效限定值及能效等級(jí)》和《服務(wù)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備能效“領(lǐng)跑者”評(píng)價(jià)要求》標(biāo)準(zhǔn)。此外，《計(jì)劃》還指出到 2025 年底，新建及改擴(kuò)建大型和超大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率降至 1.25 以?xún)?nèi)，國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目電能利用效率不得高于 1.2。
《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃》兩個(gè)主要目標(biāo)和六項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)
主要目標(biāo)
重點(diǎn)任務(wù)
任務(wù)目標(biāo)
到2025年底，全國(guó)數(shù)據(jù)中心布局更加合理，整體上架率不低于60%，平均電能利用教率降至1-5以v10%,一能源利用率年均增長(zhǎng)10%，平均單位算力能效和碳效顯著提高。
完善數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局
到2025年底，國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)地區(qū)各類(lèi)新增算力占全國(guó)新增算力的60%以上,國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)算力資源使用率顯著超過(guò)全國(guó)平均水平。
嚴(yán)格新上項(xiàng)目能效水效要求
到2025年底，新建及改擴(kuò)建大型和超大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率降至1.25以?xún)?nèi)，國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目電能利用效率不得高于1.2。
推進(jìn)存量項(xiàng)目節(jié)能降碳改造
推進(jìn)設(shè)備布局、制冷架構(gòu)、氣流組織、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)、供配電方式、單機(jī)柜功率密度及系統(tǒng)智能運(yùn)行策略等方面的技術(shù)改造和優(yōu)化升級(jí),減少冗余設(shè)備。
到2030年底，全國(guó)數(shù)據(jù)中心平均電能利用效率、單位算力能效和碳效達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，可再生能源利用率進(jìn)一步提升，北方采暖地區(qū)新建大型及以上數(shù)據(jù)中心余熱利用率明顯提升。
提升可再生能源利用水平
到2025年底，算力電力雙向協(xié)同機(jī)制初步形成，國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)新建數(shù)據(jù)中心綠電占比超過(guò)80%。
加強(qiáng)資源節(jié)約集約利用
支持?jǐn)?shù)據(jù)中心探索應(yīng)用工業(yè)余冷和液化天然氣氣化站余冷等資源。
推廣應(yīng)用節(jié)能技術(shù)裝備
因地制宜推動(dòng)液冷、蒸發(fā)冷卻、熱管、氟泵等高效制冷散熱技術(shù)，提高自然冷源利用率。
三、需求及政策雙輪驅(qū)動(dòng)，液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)將保持增長(zhǎng)
需求及政策雙輪驅(qū)動(dòng)，2019 年以來(lái)，我國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)增速較快。2019 年至 2022 年，我國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模分別為 36.9 億元、49.5 億元、68.3 億元、100.5 億元，預(yù)計(jì) 2022 年至 2027年，CAGR 達(dá)到 59%。
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四、冷板式占據(jù)液冷主導(dǎo)，且未來(lái)短期內(nèi)仍將是數(shù)據(jù)中心建設(shè)主要選項(xiàng)
液冷技術(shù)分為冷板式、浸沒(méi)式、噴淋式三類(lèi)，冷板式液冷技術(shù)在可維護(hù)性、空間利用率、兼容性方面具有較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)；但在成本方面，由于其單獨(dú)定制冷板裝置的原因，導(dǎo)致技術(shù)應(yīng)用的成本相對(duì)較高。而噴淋式液冷技術(shù)則通過(guò)改造舊式的服務(wù)器和機(jī)柜的形式，大幅度減少了數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本。浸沒(méi)式技術(shù)與其他兩種技術(shù)相比，雖然器件的可維護(hù)性和兼容性較差，但空間利用率與可循環(huán)方面具有較好的表現(xiàn)，降低數(shù)據(jù)中心的能耗。
目前冷板式占據(jù)液冷主導(dǎo)，且未來(lái)短期內(nèi)冷板式仍將是數(shù)據(jù)中心建設(shè)的主要選項(xiàng)。2021 年和 2022 年，冷板式液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)占液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)比例分別為 91.07%、90.05%，預(yù)計(jì)2027 年，冷板式液冷數(shù)據(jù)中心占比約為 89%，未來(lái)五年冷板式液冷方案仍將是行業(yè)主流。
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