隨著數據中心、人工智能技術發展,邊緣計算、AI訓練、超算等高算力對服務器、芯片等制冷系統提高更高要求,需求催生出巨大的液冷技術需求。
冷液技術其實早就有之,最早我們常聽到的就是電腦服務器的制冷系統有兩種,風冷和液冷。相較風冷,液冷因為其優良、高效的制冷效果,配置液冷技術的電腦價格也相對較貴。
雖然目前看,風冷仍舊佔主導地位。但在技術創新與降低能耗的共同推動下,液冷預計未來在數據中心中滲透率將持續提升,並將成為主流使用的冷卻技術。
例如,6月6日,中國移動、中國聯通、中國電信三大運營商就在《電信運營商液冷技術白皮書》表示,未來新建的IDC將均全面推進液冷技術,目標是2024年開展規模測試,新建項目10%規模試點應用液冷技術;2025年開展規模應用,50%以上數據中心項目應用液冷技術。
在《三大運營商牽頭,液冷成風口,產業鏈投資機會如何?》一文中,財華社已經帶大家認識了什麽是液冷技術、發展前景,以及產業鏈發展概況。
今天主要是再針對液冷技術發展路徑、以及行業重點企業佈局方向,以及業務發展等進行梳理。
三大技術路線發展如何?
從行業目前發展看,液冷技術存在三種技術路線,分别是冷板式液冷、浸沒式液冷和噴淋式液冷。
從名稱上可以看出,浸沒式液冷和噴淋式液冷兩種技術屬於直接接觸型,冷板式液冷則不直接與發熱器件接觸,屬於間接接觸型。
浸沒式液冷,顧名思義是將服務器完全浸沒在制冷液中,可以最大程度上將熱量傳導出去。其中,該類别又可分為單相浸沒液冷技術和相變浸沒液冷技術。
目前國内在這一領域佈局的企業不多,代表企業有阿里、中科曙光(603019.SH)、高瀾股份(300499.SZ)、英維克(002837.SZ)等。
其中,阿里主要圍繞浸入式液冷深入佈局,在2018年建成首個互聯網液冷數據中心,2020年投產首個5A級綠色液冷數據中心。
中科曙光在浸沒相變液冷技術在技術指標、能效水平等方面具有優勢。公司已經搭建浸沒相變液冷數據中心基礎設施,該浸沒式相變液冷技術可助數據中心實現全地域全年自然冷卻,PUE值最低可降至1.04,並成為公司當前主力液冷產品之一。
最近股價大漲的高瀾股份也有浸沒式液冷服務器熱管理解決方案,並因此受到投資者關注,股價漲幅較大。不過公司表示,2022年,IDC和儲能業務佔公司整體收入規模相對較低。
噴淋式液冷是一種將液體(油或其他液體作為散熱介質)直接噴淋或霧化到散熱對象上來吸收熱量的散熱方法。據可查資料顯示,目前噴淋式液冷技術在海外企業中發展較快,國内實踐中的應用相對較少。
冷板式液冷則是依靠流經冷板的液體,將固定在冷板上的元器件熱量帶走,以達到散熱的目的。其研發初衷是為了避免冷卻液與服務器直接接觸,可對主要發熱源CPU和内存等部件進行精確制冷。
三種技術對比來看,浸沒式液冷往往需要全新的數據中心設計方案,對IT設備進行特殊化定制和設計,成本較高,大規模應用仍有難度。
噴淋式液冷一般不需要對數據中心的基礎設施進行大幅度地改動,只需在噴淋模塊調整噴淋頭,實現噴淋設備與服務器的精準對應。但其也有相應的缺點,就是在降溫過程中,存在冷卻介質遇到高溫電子部件出現飄溢問題,會影響機房及設備環境。
相較之下,冷板式液冷技術開發較早,是目前成熟度最高、行業佈局最多、應用最廣泛的液冷散熱方案,而且對於數據中心的架構影響不大,主要應用於高密度的數據中心領域。
不過冷板液冷技術在現階段仍存在發展挑戰,一是成本相較風冷仍然較高,二是存在漏液風險。
冷板式液冷受追捧
上文我們剖析了液冷三大技術路線各自發展優劣勢,從技術成熟度,以及行業重點佈局看,冷板式液冷技術為現階段主流技術,也自然成為行業企業重點佈局方向。
液冷行業上遊主要為產品零部件,包括接頭、CDU、電磁閥、TANK、maniflod等;中遊主要為液冷服務器,也是產業鏈的核心;下遊應用領域有互聯網、金融、電信、交通和能源等數字化較高的行業。
先說下產業鏈核心的液冷服務器部分,目前海外液冷服務器廠商包括戴爾、惠普、思科、SGI、BULL、Cray、富士康、超微、Nortech(浪潮合作)、Iceotop等;
國内液冷服務器廠商主要包括華為、中科曙光、神威藍光、浪潮信息(000977.SZ)、紫光股份(000938.SZ)等。
主流服務器廠商通常在冷板式技術領域均有佈局,並且已經在2022年陸續開始建設標準化規模生產冷板液冷服務器的產線。
例如華為FusionServer Pro冷板全液冷系統解決方案,已經應用於高功耗密度服務器機櫃部署場景。
從2011年開始,曙光便開啓了節能液冷技術的探索和研究,2015年上線第一批商用冷板式液冷設備,其冷板液冷數據中心基礎設施已經在多地區、多領域投入應用。
此外,國内產業鏈重點企業還有英維克、維谛技術、網宿科技、高瀾股份等。
得益於液冷需求的快速增長及英維克在液冷的「全鏈條」平台優勢,其冷板式液冷技術在算力行業的產業鏈成熟度和生態匹配方面均已取得突破性進展。2022年,公司來自數據中心機房及算力設備的液冷技術相關營業收入同比增長5倍左右。
綜合來看,在數字經濟時代,巨大需求敲開新的液冷風口,很多下遊應用廠商、電信運營商也加入產液冷佈局。幾乎所有的頭部互聯網公司都已對液冷技術密切跟蹤,在冷板式液冷服務器領域也爭相分一杯羹。
例如2021年,百度發佈《天蠍4.0液冷整機櫃開放標準》,積極推動冷板液冷方案。
三大運營商也劍指冷板式液冷技術領域,按照計劃,未來三年運營商主要推進冷板式液冷與單相浸沒式液冷兩種技術路線,不過國泰君安證券預計,早期仍技術較為成熟的冷板式方案為主。
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