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液冷行业深度:驱动因素、竞争格局、产业链及相关公司深度梳理
作手德一
明天一定赚的龙头选手
2023-06-12 10:23:25

随着人工智能、云计算、大数据以及区块链等技术的创新发展,使得数据资源的存储、计算和应用需求快速扩张,特别是ChatGPT技术推广进一步催生了AI算力等大功率应用场景加速落地。作为信息基础设施的数据中心及通信设备承担的计算量越来越大,对计算效率的要求也越来越高,国内包括全球的数据中心建设有望迎来建设高峰。为了应对网络处理性能的挑战,数据中心服务器及通信设备不断提升自身处理能力和集成度,带来了功率密度的节节攀升。这些变化除了带来巨额能耗问题以外,高热密度也给制冷设备和技术提出了更高要求。传统风冷技术面对高热密度场景呈现瓶颈,散热效率已经跟不上计算效率。在此背景下,液冷技术以其超高能效、超高热密度等特点引起行业的普遍关注,是解决散热压力和节能挑战的必由之路。

下面我们将主要介绍液冷行业的概念、分类与驱动因素等内容,并针对液冷行业的产业链及相关公司进行详细梳理,分析竞争格局,并对未来市场进行展望,希望对大家了解液冷行业有所启发。

01

行业概述


1、概念及作用

液冷主要指的是利用液体替代空气,带走CPU、芯片组、内存条以及扩展卡等发热器件运行时产生的热量。

液冷能够为数据中心中的IT设备散热制冷,实现数据中心正常运行。数据中心(DataCenter,简称DC),即为集中放置的电子信息设备提供运行环境的建筑场所,包括主机房、辅助区、支持区和行政管理区等。作为人工智能、5G、云计算、工业互联网的底层算力基础设施,数据中心的价值大幅凸显。组成数据中心的基础设施包括服务器、光模块等IT设备及电源、制冷、机柜等非IT设备。制冷系统是数据中心基础设施的重要组件。数据中心中IT设备的核心器件为半导体器件,IT设备运行将会持续发热,因此需要制冷系统进行散热制冷以保证数据中心内部环境的稳定,实现数据中心的正常运行。其中制冷系统采用的冷却技术就包含液冷冷却。

 

2、液冷技术分类

冷却技术包含风冷冷却、水冷冷却、自然冷却及液冷冷却等技术。其中液冷技术按照液体与发热器件的接触方式,可分为“间接接触型”和“直接接触型”两大类。浸没式和喷淋式液冷等为接触式液冷,冷板式液冷为非接触式液冷。

 

(1)浸没式液冷:浸没式液冷将IT设备发热元件全部浸没在冷却液中实现散热,根据工质是否产生相变又分为单相液冷和相变液冷。吸热后的冷却液采用风冷或水冷等方式循环冷却或者冷凝。

(2)喷淋式液冷:喷淋式液冷依靠泵压或重力驱动,按发热元件需求向IT设备电路板自上而下精准喷淋冷却液,吸热的冷却液采用风冷或水冷等方式循环冷却。

(3)冷板式液冷:冷板式液冷为非接触式液冷,冷却液体与发热器件不会直接接触。冷板式液冷通过流道将冷却液通往与IT设备发热元件接触的冷板将热量导出,吸热后的冷却液通过风冷或水冷等方式循环冷却。

3、液冷方式对比

冷板式液冷成熟度最高,浸没式液冷、喷淋式液冷节能效果更优。目前,3种不同液冷中,冷板式液冷发热器件不需接触冷却液,发展时间最早,技术成熟度较高,冷板式液冷采用微通道强化换热技术具有极高的散热性能,在军用雷达、高密度数据中心、高性能电脑、动力电池以及高功率LED散热领域均有应用,是解决大功耗设备部署、提升能效、降低制冷运行费用、降低TCO的有效应用方案;而浸没式和喷淋式液冷实现了100%液体冷却,具有更优的节能效果。浸没式液冷散热节能优势明显,在超算、高性能计算领域取得了广泛应用;喷淋式液冷公开展示的研究成果和应用实践相对较少。

 

4、与风冷相比液冷的优势

相较于风冷,液冷具有低能耗、高散热、低噪声、低TCO等优势。液体的冷却能力是空气的1000~3000倍。液冷技术可实现高密度、低噪音、低传热温差以及普遍自然冷却等优点,相对于风冷技术具有无法比拟的技术优势,是一种可以适用于需要大幅度提高计算能力、能源效率和部署密度等场景的优秀散热解决方案。

 

(1)低能耗

传热路径短,低温液体由CDU(冷量分配单元)直接供给通讯设备内,换热效率高,具备更优的换热效果。同时制冷能效高,液冷技术可实现40~55℃高温供液,无需压缩机冷水机组,采用室外冷却塔,可实现全年自然冷却;除制冷系统自身的能耗降低外,采用液冷散热技术有利于进一步降低芯片温度,芯片温度降低带来更高的可靠性和更低的能耗,整机能耗预计可降低约5%。

(2)高散热

液冷系统常用介质有去离子水、醇基溶液、氟碳类工质、矿物油或硅油等多种类型;这些液体的载热能力、导热能力和强化对流换热系数均远大于空气;因此,针对单芯片,液冷相比于风冷具有更高的散热能力。同时,液冷直接将设备大部分热源热量通过循环介质带走;单板、整柜、机房整体送风需求量大幅降低,允许高功率密度设备部署;同时,在单位空间能够布置更多的ICT设备,提高数据中心空间利用率、节省用地面积。

(3)低噪声

液冷散热技术利用泵驱动冷却介质在系统内循环流动并进行散热,解决全部发热器件或关键高功率器件散热问题;能够降低冷却风机转速或者采用无风机设计,从而具备极佳的降噪效果,提升机房运维环境舒适性,解决噪声污染问题。

(4)低TCO

液冷技术具有极佳的节能效果,液冷数据中心PUE(即电能利用效率,是数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源比值。PUE值越高,数据中心的整体效率越低。)可降至1.2以下,每年可节省大量电费,能够极大的降低数据中心运行成本。相比于传统风冷,液冷散热技术的应用虽然会增加一定的初期投资,但可通过降低运行成本回收投资。

 

02

行业现状及趋势


1、我国IDC温控市场空间持续扩容,目前风冷仍占主导地位

目前我国行业数字化转型进度不断加快,推动IDC温控市场发展。根据产业在线,我国机房专用空调市场2021年CAGR达9.28%,呈现快速增长态势,2021年市场规模达50.09亿元,同比增长14.9%,其中,按空调制冷方式来看,2021年风冷、冷冻水和其他形式空调的占比分别为56.8%/30.81%/12.39%,风冷仍旧占主导地位。

 

2、液冷方案将成为未来主流

近年来,风冷型机房占有率逐年下滑,液冷技术凭借多项优势,预计未来在数据中心中渗透率将持续提升,成为主流使用的冷却技术。

 

3、未来浸没式液冷技术逐渐成熟,有望成为主流

目前冷板式技术成熟,领衔商用落地。据前瞻产业研究院数据,2019年我国液冷数据中心技术主要以冷板式为主,占比超过80%,浸没式占比不足20%。而浸没式制冷效率更高,成为主流厂商目前的研发重点,是数据中心的跃迁式技术创新,预计随着技术方案的不断成熟,浸没式将成为更重要的主流解决方案。

 

03

驱动因素


1、单柜功率提升是液冷技术渗透的根本原因

根据微软数据,ChatGPT前一代基础模型-GPT3.0的训练数据高达45TB,总训练设备包括28.5万个CPU与超过1万个NVIDIA V100 GPU。随着国内百度、阿里巴巴、腾讯、华为、360、字节等互联网大厂陆续推出自己的AIGC算力模型,势必会对国内AI服务器的需求快速增加,AI服务器中大量使用高功率CPU、GPU芯片,带动整台AI服务器功率和热密度提升。(1)CPU功耗持续提升:随着内核数量的增加,处理器性能与功率实现了同步增长,这也直接导致了CPU热流密度的相应增加和服务器机柜本内部的总体热密度增加;(2)GPU使用日益增加:GPU由数百个内核组成,可同时处理数千个线程,相应地功耗更高。(3)低延迟需求导致热密度增加:随着服务器组件性能的提高,不同组件之间的互连在延迟方面开始成为瓶颈。为了充分利用提升的组件性能,CPU、GPU和板卡上的其他组件被更加紧密的安排以减少延迟,这同样提升了服务器内部的物理密度和温度越来越高。

同时根据ODCC《冷板式液冷服务器可靠性白皮书》相关信息,在摩尔定律变缓的大背景下,芯片算力与其功耗同步出现了大幅提升。2022年Intel第四代服务器处理器单CPU功耗已突破350瓦,英伟达单GPU芯片功耗突破700瓦。持续进步的IT技术和算力能耗功率使得数据中心承载能力要求被不断提升。

因此提升单机柜功率密度成为了调和不断增长的算力需求和有限的数据中心承载能力的关键解决方案。根据数据,2020年全球数据中心单机柜平均功率将达16.5kW,相比2008年提升175%,并且到2025年单柜功率有望进一步提升至25kW。

 

国内更高单机柜功率数据中心占比逐年提升。根据CDCC统计数据,2021年国内全行业数据中心单机柜平均功率密度中8-12kW占比8%、12-20kW占比3%;2022年国内全行业数据中心单机柜平均功率密度中8-12kW占比15%,同比增长7pct,12-20kW占比10%,同比增长7pct。在高功率数据中心机柜占比迅速增加的背景下,对设备散热冷却提出了更高的要求。液冷数据中心适合提供高密算力,提升单柜部署密度,提高数据中心单位面积利用率。因此液冷技术不断渗透。

2、政策强制叠加节能效果优越,液冷大势所趋

应用液冷技术能够为数据中心节能、降噪功能。液冷数据中心节省了风冷基础设施而只增加了循环泵,不仅节省建设成本,也大大降低了能耗,使数据中心整体更节能。从成本端来看,数据中心的总成本(TCO)等于建设成本(Capex)加上运营成本(Opex),建设成本包含土建以及硬件设备所需投资,为一次性投入,而运营成本则是后续数据中心运营过程中需要持续花费的成本。

据数据,在数据中心Capex结构中,柴油发电机组成本最高,占整体比例23%,其次是电力用户站占比20%,UPS电源设备占比18%,剩余成本项占比均低于10%;

Opex结构方面,电力成本(能耗)占整体支出的一半以上,折旧其次,占比25.6%。单独将Opex中的能耗成本进行拆分来看,其中IT设备能耗最高,占整体Opex的45%,散热能耗占比43%,接近IT设备自身的能耗,供电损耗及其他占比12%,能看出散热能耗对于数据中心电力成本影响极大,随着IT相关设备功率密度的提升,对设施的散热要求也更加苛刻,因此采用高效的液冷手段是数据中心发展的必经之路。

 

根据PUE的计算公式(数据中心总能耗/IT设备能耗),降低制冷系统的能耗是降低数据中心耗能的主要措施。当温控系统对应的能耗占比分别为38%、26%、17.5%时,对应的PUE为1.92、1.5、1.3。

 

国家和部分地方层面对新建数据中心均提出了PUE指标方面的要求。根据工信部发布的《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》要求新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下,严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下,同时包括北京、上海、广东等地均对数据中心的PUE值提出了一定的限制要求。对于提出的指标要求,液体浸没冷却法可有效解决这个问题,能耗可降低90%-95%。

 

04

产业链及行业壁垒


总体来看,液冷行业产业链上游主要为产品零部件,包括接头、CDU、电磁阀、TANK等。中游主要为液冷服务器,此外还包括数据中心的集成运维设施、产品及部件。服务器及相关集成产品主要用于下游行业,为云计算、人工智能及物联网等方面提供服务。国内下游行业主要包括互联网、金融、电信、政府、交通和能源等信息化程度相对较高的行业,涵盖智慧计算、电子政务、企业信息化、关键应用以及民生等相关领域,包括三大电信运营商,以及腾讯阿里巴巴等互联网大型企业。

1、冷板式液冷

冷板式液冷是最典型的间接式接触型液冷技术。冷板式液冷系统包括了水冷板、管道、快插接头、分液器、冷却液分配单元(CDU)与室外冷却设备等组件。在冷板式液冷系统中,服务器芯片等发热器件不直接接触冷却液,而是通过与装有液体的冷板直接接触来散热,或者由导热部件将热量传导到冷板上(冷板通常是由铜、铝等高导热金属构成的封闭腔体),然后通过冷板内部液体循环带走热量。由于服务器芯片等发热器件不用直接接触液体,所以冷板式液冷对现有服务器芯片组件及附属部件改动量较小,可操作性更强、目前成熟度最高、应用最广泛。


冷板式液冷数据中心散热系统主要由由室外(一次侧)和室内(二次侧)两部分组成。一次侧通过冷却液体与发热部件的热量进行相互交换的方式降低冷却液的温度;二次侧完成发热部件与冷却液体热量的交换,液体升温带走部件热量。在运行过程中,机房外冷却塔中的冷却液通过室内冷量分配单元(CDU)提供冷却液循环动力,经其二次侧输出并与服务器中高发热量的电子元器件(CPU、GPU、内存等)导热冷板直接进行热交换,形成的热液经CDU输出到室外冷却塔进行冷却,从而构成整个循环过程,在冷板式液冷散热方式中,硬盘、电源等发热量较小的器件或单元仍旧采用风冷方式散热。

 

2、浸没式液冷

浸没式液冷是最常见的直接接触型液冷技术。该技术通过将发热器件直接浸没于特殊定制的箱体中,通过直接接触不导电的冷却液体进行热交换,从而达到冷却目的,相比冷板式液冷技术,浸没式液冷散热效率更高,噪音更低(完全没有风扇),更加节能。

 

(1)单相浸没式

单相浸没式液冷中冷却液不会发生相变。单相浸没在浸没式单相液冷中,发热部件直接浸没在冷却液中进行热交换,循环泵将吸收了热量的冷却液导入热交换单元,在热交换单元中冷却后再循环回到箱体中为发热部件散热,冷却液在循环散热过程中始终保持液相。

由于要确保冷却液不发生气化,单相浸没技术通常需要使用高沸点的冷却液,例如氟化学物质(或氟碳化合物)、烃类(例如矿物油、合成油和天然油)以及碳氢化合物。冷却液挥发流失控制相对简单,与IT设备有较好的电气兼容性,且不需要频繁补充,还易于卸载或更换服务器组件,提高了系统的可维护性。

 

1)IT机箱单相浸没

该技术将服务器封装于密封机箱中,可作为普通机架式IT设备或独立设备,电子元器件由绝缘液进行冷却,可通过自然对流、循环泵或者两者结合的方式进行冷却,换热器和泵可置于服务器内部,也可以安装在侧面。

 

2)水池单相浸没

使用水池方法(开放式水箱)时,浸没在水池中的服务器是通过垂直方式进行插拔的,这种方法多数采用集中式供电,同时向水池内的所有服务器供电,可通过自然对流、循环泵进行冷却,通过换热器将绝缘液中的热量传递至水回路,此方法通常使用油基绝缘液作为流体。

 

(2)两相浸没式

两相浸没式液冷的冷却液在循环散热过程中,会不断经历从液态到气态,再从气态回到液态的相变。服务器完全浸没在充满低沸点冷却液的密闭箱体中,冷却液受热沸腾发生相变,蒸汽逃逸并升腾至机箱顶部形成气相区,而后蒸汽遇到冷凝器再液化变为液体,继续回到箱体内部冷却循环。

用于两相浸没式的冷却液需要有更稳定的物理特性。由于冷却液再热循环过程中不断发生相变,因此冷却液需要有良好的化学及热稳定性、无腐蚀性,并且需要合适的沸点、较窄的沸程范围和较高的汽化潜热,硅酸酯类、芳香族物质、有机硅、脂肪族化合物以及氟碳化合物均可用作冷却液。

 

 

3、喷淋式液冷

喷淋式液冷系统是一种面向电子设备器件精准喷淋、直接接触式的液冷技术。喷淋式液冷系统主要由冷却塔、冷水机组、CDU、喷淋液冷机柜构成,冷却液经过CDU后被泵通过管路输送至机柜内部,进入机柜后直接通过分液支管进入与服务器相对应的布液装置,或者送至储液箱以通过重力或系统压力直接喷淋至IT设备的发热器件或与之连接的固体导热材料上(金属散热器、树脂(VC)、热管等),吸热后的高温冷却液换热后将通过回液管、集液箱等集液装置进行收集并通过泵输送至CDU进行下一次制冷循环。喷淋式液冷与单相浸没式液冷冷却方式较为类似,冷却液不发生相变,但是在喷淋过程中遇到高温的电子部件冷却液会出现飘逸,从而对机房及设备环境产生影响。

 

 

国内液冷温控解决方案公司主要包括英维克申菱环境高澜股份同飞股份佳力图依米康等。


 

4、行业壁垒

行业具有较高的进入壁垒,先进入者具备先发优势。(1)技术壁垒。液冷数据中心基础设施产品的研发和制造涉及冷却技术、制冷系统设计及仿真技术、温湿度解耦控制算法等多项技术领域,要求企业具备成熟、深入的技术积累。(2)专业人才壁垒。液冷数据中心基础设施领域属于新兴技术密集型产业,产品性能涉及材料化学、热力学、电子学、计算机科学等多种学科技术成果,并且因数据中心复杂多样,相应的制冷系统存在定制化特征,因此对研发技术人员的技术研发能力和行业经验要求较高。(3)客户认证壁垒。出于安全性、稳定性等考虑,企业客户在选择液冷数据中心基础设施供应商时通常需要进行严格的资质验证。另一方面,客户在与液冷数据中心基础设施供应商建立生产配套关系后,倾向于维持与现有技术供应商的合作,不会轻易更换主要供应商,因此先进入者具有先发优势。

05

竞争格局


国内机房专用空调由维谛领导,国内品牌规模占比提升。我国机房专用空调市场由维谛领导,2021年实现9.83亿元销售规模,同比提升13.64%,其中,5.27亿元来自风冷空调,3.05亿元来自冷冻水空调,外资品牌在技术积累、项目运营等层面保持优势。国内企业发展迅速,华为英维克申菱等品牌依托集采供货及渠道市场的协同发力,相继巩固市场地位,英维克机房专用空调2021年实现7.49亿元销售额,位列第二,同比提升30.61%,其中,4.55亿元是风冷空调,1.54亿元来自冷冻水空调;华为排在第三位,机房专用空调实现营收6.52亿元,同比提升20.53%,其中,3.43亿元由风冷空调贡献,2.25亿元来自冷冻水空调。

 

从液冷历史来看,海外厂商具有先发优势,中国厂商后来居上实现突围。1964年,IBM公司研发出世界首款冷冻水冷却计算机System360,开创了液冷计算机先河。2008年,IBM重回液冷,发布了液冷超级计算机Power 575。2009年,Intel英特尔推出了矿物油浸没散热系统。2011年,中科曙光率先开始了服务器液冷技术的探索与研究,并于2013年完成了首台冷板式液冷服务器原理机和首台浸没式液冷原理验证。2015-2018年,中科曙光、华为浪潮信息联想阿里巴巴等一众国产厂商先后实现了液冷服务器大规模商业应用项目的落地,实现弯道超车。2019年,中科曙光再下一城,实现了全球首创“刀片式浸没相变液冷技术”的大规模部署,将单机功率密度提升至160kW,其TC4600E-LP液冷刀片服务器液冷部分PUE低于1.1,全球领先。

 

目前中国厂商对液冷服务器技术的探索已不落后于海外企业,在大规模商业应用的经验上已经处于领先地位。从竞争格局来看,海外浸没式液冷市场的主要玩家有GRC(美国)、LiquidStack(美国)、Midas(美国)等;冷板式液冷市场主要玩家有CoolIT Systems(美国)、Asetek(丹麦)、Motivair(美国)等,目前主要厂商在液冷技术方面还处于实验或初步应用阶段,市场并未形成绝对龙头。而以中科曙光为首的国内厂商已经积累了一定的商业化经验,据《中国液冷数据中心发展白皮书》在2020年对于中国液冷数据中心厂商竞争力的研究,基于产品营收、市占率、客户反馈等指标,中科曙光为市场的绝对领导者,华为、阿里巴巴、联想紧随其后,IBM中国位于可期待者位置。

 

06

相关公司


1、英维克:精密温控节能解决方案提供商,算力时代加速液冷产品线升级

精密温控节能解决方案提供商,持续夯实平台化、全链条解决方案能力。公司成立于2005年,是国内领先的精密温控节能解决方案和产品提供商,致力于为云计算数据中心、服务器机房、通信网络、电力电网、储能系统等领域提供设备散热解决方案。机房温控节能业务为公司的主力业务。

 

公司下游客户来源广泛:1)机房温控领域:公司已为中国移动、中国电信、中国联通、腾讯、阿里巴巴、秦淮数据、万国数据、数据港等运营商、大型互联网公司、第三方数据中心企业的数据中心提供了大量高效节能的制冷系统及产品,积极服务于中国数据中心领域增长最快、技术创新要求最高的创新型云计算数据中心市场。2)户外机柜温控领域:通信机柜设备方面,公司凭借优异的研发能力、可靠的产品质量及高品牌认可度与华为、Eltek等主流客户形成稳固的合作关系。储能温控方面,公司是国内最早涉足电化学储能温控的厂商,处于领导地位,已成为众多国内储能系统提供商的主力温控产品供应商。3)轨道交通列车空调及服务领域:公司在收购上海科泰后,持续巩固上海地铁、苏州地铁等传统优势市场,并积极拓展郑州地铁、无锡地铁、深圳地铁等全新客户。4)新能源车用空调领域:公司凭借电空调技术积累,在客车整车场的配套覆盖面不断扩展,已与比亚迪、南京金龙等电动客车整车厂建立合作关系。

机房温控产品类型齐全,涵盖风冷、水冷、间接蒸发冷、液冷等多种冷却方案。公司自成立以来便深耕于机房温控节能设备领域,截至目前已经形成CyberMate系列机房专用空调、XRow系列高效列间空调、iFreecooling自然冷却双循环机组、XFlex模块化蒸发冷却系统、Coolinside服务器液冷解决方案等多系列产品,涵盖风冷、水冷、间接蒸发冷、液冷等多种冷却方案,可应用于大型、超大规模数据中心、模块化数据中心、企业、政府、金融网点、核心CBD、教育系统、公安系统等多种场景。

 

数据中心液冷解决方案加速迭代,充分满足算力升级背景下的温控需求。当前,公司液冷冷却技术涵盖冷板式液冷、单相浸没液冷、相变浸没液冷等。2021年,公司XGlacier服务器液冷解决方案采用集成冷板式液冷技术、高效变频水泵、温水冷却技术达到高效制冷效果,并实现单机柜200kW超高功率密度算力服务器全液冷批量交付。2022年,公司发布涵盖服务器级方案、机柜级方案、一体化机柜级方案、数据中心级方案、风冷散热部分的高效冷却方案、浸没液冷方案的Coolinside全链条液冷集成交付方案,实现公司液冷解决方案的迭代,并与行业内合作伙伴共同探索数据中心液冷技术标准。截至2023年3月,公司Coolinside全链条液冷解决方案已实现500MW项目交付,3月17日,公司于2023年CDCC液冷技术峰会上展示其在算力时代下数据中心液冷产品线的最新成果。

由液冷产品到“端到端、全链条”的液冷解决方案,保障液冷系统全生命周期的稳定可靠。一方面,公司可以为CPU/GPU、内存条、充电桩、电池、电源、雷达等提供液冷板、Manifold集水分歧管、快速接头、机柜式/插框式CDU、液冷管路、干冷器等液冷产品。另一方面,公司也可从全局入手,为客户提供全周期、全流程、全链条的液冷解决方案服务,全链条保障:公司将从各个节点出发为客户打造液冷解决方案,基于自身成熟的研发体系与充足的资源保障,自主研发、自主生产、自主交付、自主服务“四维一体”,为客户提供覆盖全生命周期的服务。全周期可靠:针对流量不均的传统液冷难题,公司利用管网均流技术和三级动态均流技术,均匀分配流量,保障系统全生命周期稳定可靠。同时,通过自主开发的智能控制系统,全方位监控系统状态,并根据实际情况进行最优组合AI分析调优,从而让系统PUE始终处于最佳状态。

2、申菱环境:专用空调设备提供商,助力数据中心低碳节能发展

领先的专用空调设备提供商,致力于为各应用场景提供综合环境解决方案。公司成立于2000年,2021年正式在深交所上市,是国内领先的专用空调设备提供商,集研发设计、生产制造、营销服务、集成实施、运营维护于一体,致力于为数据服务产业环境、工业工艺产研环境、专业特种应用环境、公共建筑室内环境等应用场景提供整体垂直解决方案,四大业务板块客户广泛分布于信息通信、电力、化工、交通、核电、军工与航天、VOCs治理、公共建筑、大型商用、科研院校等行业领域。其中数据服务空调占据公司营收的核心地位。

 

公司数据中心温控产品类型齐全,聚焦“极端环境保障、超高能效、智能控制”,助力数据中心节能低碳发展。公司自工业特种环境出身,产品与解决方案具有鲜明的“节能高效”属性,针对数据中心温控,公司产品包括房间级精密空调、列间行级精密空调、机柜级背板空调、元件级液冷温控系统、直接蒸发冷却空调机组、间接蒸发冷却空调机组、蒸发冷却冷水机组、自然冷却冷水机组、DPC相变冷却系统等,可覆盖多领域多层次客户需求。且针对低温风沙环境、高温高湿环境、高海拔极端环境等具体极端场景,公司会根据实际需求进行定制化技术组发与组合,保障温控系统在各类复杂环境下的正常运行,满足PUE指标的情况下,降低水电等能源消耗。

 

自主研发多种液冷技术,天枢液冷温控系统已发展成熟。公司多年来自主研发多项数据中心液冷技术,以单相、相变浸没液冷、冷板式液冷为核心,构筑申菱天枢系列液冷温控系统。整个系统由散热冷源、温控单元(ACM-DCU)、智能控制系统、预制化输送管网组成,为机房IT设备提供节能散热服务。其具备五大优势特点:1)绿色节能,全国范围内机房PUE皆低于1.15;2)全变频,变频风机及输配调节,保障系统自适应运行;3)高可靠,最不利流量保障与流量分配,无干烧情况;4)高兼容,系统匹配冷板式、浸没式、喷淋式液冷散热系统,适应多种溶液;5)高灵活,数据中心选址自由,与环境弱相关。公司数据中心液冷解决方案已应用至中国移动南方基地液冷机房项目中,经第三方权威机构现场测试,各项技术指标均达到设计要求,得到市场的成功验证。


  

 

3、高澜股份:纯水冷却设备出身,逐步向新能源、信息通信热管理拓展

纯水冷却设备提供商出身,致力于成为覆盖多行业、多领域的电力电子行业热管理整体解决方案提供商。公司成立于2001年,自成立以来,就一直致力于电力电子装置用纯水冷却设备及控制系统的研发、设计、生产与销售,经过多年发展逐步成为覆盖多行业、多领域的电力电子行业热管理整体解决方案提供商,产品应用领域由传统直流输电、新能源发电、柔性交流输配电及大功率电气传动向石油石化、轨道交通、军工船舶、医疗设备、数据中心、储能电站等不断扩充。

 

传统业务已与国内外知名企业建立稳固的合作关系,新兴业务正积极进行客户拓展。公司经过多年发展与客户积累,已与西安西电中电普瑞常州博瑞许继电气金风科技远景能源等国内知名客户建立了长期稳定的合作关系,收购子公司东莞硅翔后,进一步打通新能源汽车动力电池热管理与新能源汽车电子制造的客户渠道,为宁德时代国轩高科中创新航比亚迪亿纬锂能等电池厂商提供新能源动力电池热管理业务。2020年后,公司加速布局新能源汽车热管理与ICT热管理领域,推进数据中心温控、储能温控、新能源汽车业务的市场拓展,积极配合新客户打样、验证与批量生产。

早期以纯水冷却产品切入数据中心热管理领域,后续全面拓展液冷解决方案。公司在2015年便进军数据中心热管理领域,基于纯水冷却产品开发的技术积淀,为数据中心热管理开发抽屉式水冷、机柜式水冷、集成式风冷源水冷等多种水冷产品,为后续布局数据中心液冷解决方案积累开发经验。2020年,公司成立控股子公司高澜创新科技,布局ICT热管理领域,后续自主研发成功冷板式液冷、浸没式液冷及集装箱液冷数据中心三种解决方案,为客户提供液冷核心元器件(包含液冷板、快速接头、管路、多种型号和换热形式的CDU、多功率Tank、多尺寸集装箱、冷却塔等)及整体解决方案服务(包含数据中心设计、设备集成、系统调试、设备运维等)。

 

4、曙光数创:浸没相变液冷领导者

浸没相变液冷技术为核心竞争力。公司主要现有产品按照技术路径可以分为浸没相变液冷数据中心基础设施产品、冷板液冷数据中心基础设施产品以及模块化数据中心三大类。公司浸没相变液冷技术具有超强散热效能、可实现超高密度部署和极低PUE特征,提供核心竞争力。冷板液冷数据中心采用液冷为主、风冷为辅的混合冷却模式,降低冷却系统消耗,增强服务器可靠性。

公司的浸没相变液冷技术解决了传统冷却技术存在的“功耗墙”问题,同时具有极佳的节能效果,此外大幅降低了芯片核温,实现服务器内温度场均匀分布,提高了系统可靠性。其C8000系列时能够使得高功率密度数据中心PUE降至1.05~1.2,2019年C8000系列首次大规模商业化部署,标志着数据中心行业全浸式液体相变冷却技术在国内首次实现了大规模产品转化和部署。

 



5、佳力图:专注机房环境节能控温设备,延伸至下游IDC优化产业链布局

佳力图是为数据机房等精密环境控制领域提供节能、控温设备、一体化解决方案以及相关节能技术服务的高新技术企业。公司成立于2003年8月26日,2017年在上交所上市,成立之初公司便进入机房环境控制领域,专注于数据机房等精密环境控制技术的研发,为数据机房等精密环境控制领域提供节能、控温设备以及相关节能技术服务。

 

精密空调和机房环境一体化产品为公司核心业务,一体化产品为未来发展重心。公司专注于精密空调设备和机房环境一体化产品两大产品,应用于数据中心机房、通信基站以及其他恒温恒湿等精密环境,其中,机房环境一体化产品主要为客户数据中心提供整体化交付解决方案,可满足超级计算机、数据中心、户外机柜等多种环境需求,此外,公司凭借多年的技术积累和在节能控制方面的领先技术,为客户提供技术服务业务,包括旨在解决老旧数据中心高能耗问题的节能改造服务以及数据中心的运行维护服务等。

强品牌认可度构建优质下游客户群体,覆盖行业众多客户忠诚度高。公司所在机房环境控制行业专业性强、精密程度高,佳力图凭借多年深耕打造高品牌认可度,产品服务于中国电信、中国联通、中国移动、华为等知名企业,客户涵盖政府部门以及通信、金融、互联网、医疗、轨道交通、航空、能源等众多行业,优质下游客户群体有助于公司在业内树立良好的品牌形象,为公司未来持续稳定发展奠定了坚实的基础。

 

发展战略向一体化解决方案服务商转变,产品线覆盖超级计算机、数据中心、户外机柜等多种环境需求。公司目前形成了包括风冷直膨氟泵系统、风冷冷冻水系统、水冷冷冻水系统、间接蒸发冷系统、智能冷站解决方案等在内的水机+末端+RDS系统的一体化数据中心解决方案,降低机房能耗,打造高效节能的数据中心。此外,公司自研的中温和低温环境恒温恒湿技术的精密空调,已应用于图书场馆、博物场馆、高档酒类储藏室、实验室等智能建筑的环境控制领域。尤其节能显著的氟泵机组以及配带自由冷却的设备备受市场关注。

持续进行数据中心液冷技术研发,助力数据中心向高性能、高能耗、高密度发展。目前公司正在进行CPU液冷技术的研发,主要内容包含:液冷系统的集成、冷板式和浸没式系统的优缺点研究、液冷系统的设计、沸腾换热研究、冷却液冷却研究以及液冷系统应用研究,以覆盖热流密度大于10W/cm²的电子器件。此外,公司的VRH模块化复合多联制冷机组也在研发中,预计将配套液冷系统进行使用,为中小型数据中心提供高效、可靠、节能、低碳、易于维护的制冷解决方案。

 

6、浪潮信息:全栈布局液冷,实现业界首次大批量交付

浪潮信息是全球领先的IT基础设施产品、方案和服务提供商,业务遍及120多个国家和地区。2022年浪潮提出“All In液冷”全栈布局液冷,实现服务器全产品线支撑液冷,并进一步升级液冷智算中心解决方案,实现数据中心PUE<1.1。目前,浪潮信息已拥有100多项液冷技术领域核心专利,并已参与制定与发布10余项冷板式液冷、浸没式液冷相关设计技术标准,同时联合牵头立项及撰写冷板式液冷核心技术的4项标准。

2022年浪潮信息发布全栈液冷产品,通用服务器、高密度服务器、整机柜服务器、AI服务器等四大系列均支持冷板式液冷,同时浪潮信息亚洲最大液冷数据中心研发生产基地“天池”正式投产,年产能达到10万台,实现了业界首次冷板式液冷整机柜的大批量交付,整体交付周期在5-7天之内,助力数据中心绿色低碳发展。

浪潮信息液冷产品和解决方案已经在互联网、金融、教科研等领域得到广泛应用。浪潮信息与京东云联合推出天枢液冷整机柜服务器,数据中心部署总体能耗降低40%以上,散热效率提升50%,性能提升34%-56%,已经在京东云数据中心实现规模化部署。

 

07

市场展望


近年来,国内数据中心建设加快推进。根据中国信通院的数据显示,2021年,中国数据中心在用机架数量达到520万架,较2020年增加超过100万架。据工信部《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》,预计到2023年底,全国数据中心机架规模年均增速保持在20%左右,2023年中国数据中心在用数量将超过800万架。2021年中国数据中心市场规模超过1500亿元,2022年中国数据中心市场规模突破1900亿元人民币,同样呈现出较快的增长趋势。

 

预计2025年中国液冷数据中心市场规模将超千亿。据《液冷白皮书》,考虑到液冷对传统市场进行替代,包括风冷的机房空调市场、服务器市场以及数据中心基础设施(机柜、CDU、冷却塔等)市场,预计2025年,保守测算下中国液冷数据中心市场规模将达1283.2亿元,乐观测算下中国液冷数据中心市场规模将达1330.3亿元。

 

浸没式液冷凭借其优良的制冷效果,市场份额将快速提升。据《液冷白皮书》,保守来看,2025年中国冷板式液冷数据中心市场规模将达到757.1亿元,浸没式为526.1亿元;乐观来看,2025年中国冷板式液冷数据中心市场规模将达到784.9亿元,浸没式为545.4亿元。其中浸没式液冷数据中心凭借其优良的制冷效果,市场份额增长速度较快。

 

互联网、金融、电信等领域对数据中心液冷的需求量将会持续加大。预计到2025年,互联网行业液冷数据中心占比将达到24.0%,金融行业将达到25.0%,电信行业将达到23.0%。而能源、生物、医疗和政务等将行业需求将加快融入通用数据中心新业态,整体上规模有所下降。预计2025年能源行业液冷数据中心占比将达到10.5%,金融行业将达到8.5%,电信行业将达到6.5%,以政务为代表的其他业务将下降至2.5%。

 

 

除数据中心之外,近年来电化学储能市场快速发展,预计将带动储能温控行业需求提升。据CNESA数据,截至2021年底,我国已投运储能项目累计装机规模为46.1GW,占全球市场总规模的22%,同比增长30%,由于储能电池容量及功率较大,其对散热要求更高,同时储能系统内部容易产生电池产热和温度分布不均等问题,优质的温控系统显得对电池系统的寿命和安全性显得尤为重要。

 

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    高抛低吸的老股民
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  • 韭菜牛牛
    高抛低吸的老股民
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  • 韭菜大牛
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  • 韭菜大牛
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  • 只看TA
    2023-06-12 10:41
    液冷方向看的到的增量感谢分享
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