长城证券:人工智能行业快速推动,液冷有望成为高成长性新赛道VIP专享VIP免费

人工智能行业快速推动,液冷有望成为高成长性新赛
——液冷行业专题报告
长城证券产业金融研究
分析师侯宾
证书编号: S1070522080001
证券研究报告
强于大市(维持
时间:2023717
核心观
2www.cgws.com
液冷技术可有效降低功耗,冷板式液冷仍是行业主流技术冷技术主要包括冷板式液冷、浸没式液冷和喷淋式
液冷技术三种。根据工信部《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》的文件,到2023年底,新建大型
及以上数据中心PUE降低到1.3以下液冷利用液体的高导热高传热特性,在进一步缩短传热路径的同时充分利
用自然冷源实现PUE小于1.25的极佳节能效果。根据赛迪顾问数据2019年冷板式液冷产品和浸没式液冷产品在
市场上的占比分别为82%18%,冷板式液冷仍是行业主流方案浸没式液冷数据中心基础设施比例将逐步提升。
AI浪潮驱动液冷行业发展空间广阔伴随着ChatGPT快速推广,进一步催生AI算力等大功率应用场景落地。数据中
心作为信息建设基础设施,将随着算力需求的快速增加而承担逐步提升的数据计算AI算力对数据中心的制冷
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,液冷技术将以超高能效、超高热密度等
特点有效解决散热压力和节能挑战,成为行业发展新风口
推荐的标:中兴通讯、浪潮信息、中科曙光、英维克、佳力图、科创新源、曙光数创、润泽科技、申菱环境。
风险提示算力需求不及预期风险;技术发展不及预期风险;行业竞争加剧风险;建成本过高风险。
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服务器冷却技术发展历程
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人工智能行业快速推动,液冷有望成为高成长性新赛道——液冷行业专题报告长城证券产业金融研究院分析师侯宾执业证书编号:S1070522080001证券研究报告强于大市(维持)时间:2023年7月17日◆核心观点2www.cgws.com◆液冷技术可有效降低功耗,冷板式液冷仍是行业主流技术。液冷技术主要包括冷板式液冷、浸没式液冷和喷淋式液冷技术三种。根据工信部《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》的文件,到2023年底,新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下。液冷利用液体的高导热、高传热特性,在进一步缩短传热路径的同时充分利用自然冷源,实现PUE小于1.25的极佳节能效果。根据赛迪顾问数据,2019年冷板式液冷产品和浸没式液冷产品在市场上的占比分别为82%和18%,冷板式液冷仍是行业主流方案,浸没式液冷数据中心基础设施比例将逐步提升。◆AI浪潮驱动液冷行业发展空间广阔:伴随着ChatGPT快速推广,进一步催生AI算力等大功率应用场景落地。数据中心作为信息建设基础设施,将随着算力需求的快速增加而承担逐步提升的数据计算量。AI算力对数据中心的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,液冷技术将以超高能效、超高热密度等特点有效解决散热压力和节能挑战,成为行业发展新风口。◆推荐的标的:中兴通讯、浪潮信息、中科曙光、英维克、佳力图、科创新源、曙光数创、润泽科技、申菱环境。◆风险提示:算力需求不及预期风险;技术发展不及预期风险;行业竞争加剧风险;改建成本过高风险。pOtQmMqRuMmPwOtNqPuNvN6MdN8OsQrRpNnOfQnNoRlOpOrO9PrQtNNZmOqMNZrNnP服务器冷却技术发展历程www.cgws.com液冷行业产业链完整,上下游产品紧密相连。液冷产业链解析数据来源:香港财华社、电信运营商液冷白皮书,长城证券产业金融研究院根据中国证券报,液冷产业生态涉及产业链上中下游,包括上游的产品零部件提供商、中游的液冷服务器提供商及下游的算力使用者。上游代表厂商有英维克、3M、云酷、竞鼎、诺亚、广东合一、绿色云图等;中游代表厂商有华为、中兴、浪潮、曙光、新华三、联想、超聚变、英特尔等;下游主要包括三家电信运营商,百度、阿里巴巴、腾讯、京东等互联网企业以及信息化行业应用客户。www.cgws.com4图4:液冷产业链全景机柜接头CDU电磁阀浸没液冷TANK芯片厂商模块液冷服务器三大运营商政府互联网上游中游下游能源交通金融液冷集成设施冷却液maniflodwww.cgws.comwww.cgws.com51950-1970年代1980年代1990年代早期服务器冷却系统发展新型服务器冷却方式(液冷)发展2008-2009年2014-2018年2010-2013年2019年至今无空调、自然通风的冷却系统空调出现,开始使用机柜中科曙光大规模商业应用项目落地;浪潮发布以冷板液冷服务器为核心的解决方案;联想发布“海神”液冷解决方案IBM发布液冷超级计算机Power575;Intel英特尔推出矿物油浸没散热系统中科曙光率先开始了服务器液冷技术的探索与研究,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美国绿色革命冷却技术公司GRC首创为了容纳浸没液体而水平放置机架的设计功率密度提高,空调冷却开始失效Google谷歌发布TPU3.0pod,庞大的算力消耗使得谷歌加快其在液冷的部署中科曙光实现了全球首个“刀片式浸没相变液冷技术”的大规模部署微软昆西Azure数据中心使用相变浸没式液冷;Meta采用冷板式液冷支持元宇宙业务数据来源:多浦乐泵业TOPSFLO、中国液冷数据中心发展白皮书、电信运营商液冷技术白皮书,长城证券产业金融研究院我国液冷技术起步稍晚于国外,但起步后发展迅速,后期与国外发展进程基本同步,并且在液冷规模试点应用方面积累了丰富经验。根据《中国液冷数据中心发展白皮书》,2017年,华为推出FusionServer液冷解决方案;2018年,阿里巴巴在其自建的张北数据中心部署浸没式液冷系统;2019年,中科曙光实现了全球首个“刀片式浸没相变液冷技术”的大规模部署,其单机柜功率密度达160kW,TC4600E-LP液冷刀片服务器液冷部分PUE低于1.1。图1:服务器冷却系统发展历程国内外企业积极布局,服务器冷却技术持续发展服务器冷却技术分类www.cgws.com6服务器的冷却方式分为风冷技术和液冷技术两种,风冷技术使用空气作为冷媒,通过空气与发热部件接触换热实现散热的冷却方式;而液冷技术则是以液体作为冷媒的冷却方式,利用液体将数据中心IT设备内部元器件产生的热量传递到设备外,从而冷却IT设备。针对液冷技术,按照液体与发热器件的接触方式,大致分为冷板式(间接接触)、喷淋式和全浸没式(直接接触)。冷板式是将液冷冷板固定在服务器的主要发热器件上,依靠流经冷板的液体将热量带走达到散热目的;喷淋式液冷是在机箱顶部储液和开孔,让冷却液对发热体进行喷淋,达到设备冷却的目的;浸没式液冷是将发热元件直接浸没在冷却液中,依靠液体的流动循环带走服务器等设备运行产生的热量。图3:阿里云液冷模块解决方案数据来源:深圳国际数据中心液冷产业展览会,长城证券产业金融研究院图2:风冷直膨空调安装示意图数据来源:山东科普,长城证券产业金融研究院www.cgws.comwww.cgws.com7液冷技术与风冷技术之比较针对不同的应用场景,液冷技术相对于风冷技术存在以下优劣势:散热效率方面,液冷技术的散热效率高于风冷技术,有利于将热量传递到设备外;适应环境方面,相比风冷散热,液冷散热技术可以适应多粉尘等恶劣场景,有效避免充电模块故障率高和噪音大的问题;噪音方面,相比风冷散热,液冷散热技术没有风扇,噪音更低;能源效率方面,液冷技术相比风冷技术能够更好地降低PUE值,从而达到节能减排的目的。分类优势劣势风冷散热成本低,经济性高;发展时间久,技术成熟。防护等级低,难以满足恶劣应用要求;空气与模块内部元器件直接接触,模块故障风险大;噪声严重。液冷散热散热能力强,较风冷模块低10-20℃;无散热风扇,通过水泵驱动冷却液散热,模块自身零噪声;拥有更高IP等级,适应恶劣场景。需要通过耐高温、耐腐蚀、耐气候、耐低温等测试;安装成本较高。分类优势劣势冷板式液冷散热均匀,可靠性高,维护方便。成本高,仅适合高性能计算和更高规格的机房。浸没式液冷散热效果好,系统稳定,具备性价比优势。维护难度较大,要求机房水平大,不利于管理和维护。喷淋式液冷散热快速,节能降耗,操作便利。适应范围较窄,不适合高密度服务器和超大规模数据中心,成本较高表2:不同液冷技术优劣势比较表1:风冷技术、液冷技术优劣势比较数据来源:UPS应用,长城证券产业金融研究院AI浪潮大力驱动,液冷行业发展市场广阔www.cgws.comAI新阶段算力需求大幅提升:随着AIGC的不断发展,大模型所需要的参数和训练数据量和深度学习时期相比,有了数量级的提升。奇异摩尔产品及解决方案副总裁祝俊东表示:以GPT-3为例,1750亿的模型参数,45TB的训练数据集,是之前的10倍以上。算力需求的持续扩大需要相关硬件的完善,从而加快数据中心的建设落地,而液冷设备作为数据中心的基础配套设施,其需求量会随之提升。AI发展进入新时代,算力需求持续扩大数据来源:《COMPUTETRENDSACROSSERASOFMACHINELEARNING》,长城证券产业金融研究院图5:大模型时代算力需求www.cgws.com9AI发展进入新时代,算力需求不断扩大带动服务器市场规模持续攀升。AI服务器规模节节攀升数据来源:IDC、中商产业研究院,长城证券产业金融研究院今年以来,AI的发展迎来了一个小高潮,先是ChatGPT登陆苹果商店,成为了史上突破百万用户最快的应用程序;之后谷歌、华为、百度、科大讯飞等纷纷推出自己的大语言模型;其次AppleVisionPro的强势推出标志着正式进入空间计算时代;而在刚刚过去的英伟达COMPUTEX2023大会上,超级计算机GH200的全面量产又无疑为AI的持续发展提供了强劲的硬件支持。在新工业革命的背景下,大数据、算力、算法等快速迭代,正驱动人工智能进入新阶段,这也推动着AI架构不断革新,得益于此,AI服务器规模不断扩大,集群数量不断增多。目前架构类型主要分为三种:中小型、中型和大型,分别对应的集群规模是1000台、2000台、2000—18000台。据华经产业研究院统计,2020年全球AI服务器市场规模为122亿美元,预计到2025年全球AI智能服务器市场将达到288亿美元,5年CAGR达到18.8%。图6:2020—2025年全球AI服务器行业市场规模www.cgws.com10图7:2018—2023中国AI服务器市场规模010203040506070802018201920202021E2022E2023E市场规模(亿美元)数据来源:华经产业研究院,长城证券产业金融研究院05010015020025020192020202120222023E市场规模(亿美元)数据中心规模不断扩大带动服务器需求上升AI服务器规模节节攀升数据来源:前瞻产业研究院,长城证券产业金融研究院服务器的应用场景和大数据中心密不可分,服务器是大数据中心的重要组成部分,据前瞻产业研究院测算。服务器在数据中心建设中的占比高达69%。在高算力需求下,数据中心规模不断扩大,进而提高服务器的整体需求。图8:数据中心各部分占比www.cgws.com11图9:全球数据中心市场规模服务器,69%存储设备,6%网络设备,11%安全设置,9%光模块/光纤/网线等,5%数据来源:中国信通院、中商产业研究院,长城证券产业金融研究院8.60%8.80%9.00%9.20%9.40%9.60%9.80%10.00%10.20%10.40%10.60%01002003004005006007008009002017201820192020202120222023E全球市场收入(亿美元)增速近年来我国在政策端持续发力,积极推进数据中心的建设。大到国家战略层面上的“东数西算”工程,小到各个省市级单位推出的各项政策。利好政策频出,助力数据中心建设表3:全国支持数据中心建设的政策汇总(部分)www.cgws.com12数据来源:工业和信息化部、上海市经济和信息化委员会、广东省工业和信息化厅、广东省发改委、北京市经济信息化局、河北省人民政府、浙江省人民政府,长城证券产业金融研究院范围文件部门政策目标国家层面《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》工业和信息化部用3年时间,基本形成布局合理、技术先进、绿色低碳、算力规模与数字经济增长相适应的新型数据中心发展格局。总体布局持续优化,全国一体化算力网络国家枢纽节点、省内数据中心、边缘数据中心梯次布局。技术能力明显提升,产业链不断完善,国际竞争力稳步增强。上海市《上海市数据中心建设导则(2021版)》上海市经济和信息化委员会为全市数据中心建设制定了标准,便于后期对数据中心的运营及管理。广东省《广东省发展改革委广东省工业和信息化厅关于加强数据中心布局建设的意见》广东省工业和信息化厅、广东省发改委引导广东数据中心科学合理布局、集约集聚建设、绿色低碳发展,形成技术先进、布局合理、供需匹配、安全可靠的数据中心发展格局,构建与经济社会数字化发展需要相适应的数据中心资源和算力供给体系。北京市《北京市数据中心统筹发展实施方案(2021-2023年)》北京市经济信息化局到2023年,将北京培育成为人工智能算力枢纽、先进节能技术应用高地,建设一批高性能计算设施。保持数据中心规模增长与我市经济发展及区域经济增速相匹配。建立优势互补的京津冀数据中心聚集区,为京津冀地区数字经济产业协同发展提供有力支撑。河北省《河北省数字经济发展规划(2020-2025年)》河北省人民政府围绕河北省确立的12大重点产业,建设一批行业大数据中心,在县域特色产业集群和年交易额20亿元以上专业市场建设大数据中心。浙江省《浙江省新型基础设施建设三年行动计划(2020-2022年)》浙江省人民政府优先支持杭州、宁波、温州、金义等都市区做大做强大数据中心,争取建设国家级区域型数据中心。鼓励大型互联网企业、电信企业等开展绿色节能、高效计算的区域型云数据中心建设。到2022年,全省建成大型/超大型云数据中心25个左右,服务器总数达到300万台左右。在数据量大/时延要求高的应用场景集中区域部署边缘计算设施。得益于各项政策的落地,据中国信通院数据,我国数据中心市场规模在2021年达到1500亿元左右,近三年年均复合增速达到30.69%。随着我国各地区各行业数字化转型的深入,我国数据中心规模将保持持续增长态势,预计在2023年将达到2470亿元。利好政策频出,助力数据中心建设图10:我国数据中心市场规模及增速www.cgws.com13数据来源:中国信通院、中商产业研究院,长城证券产业金融研究院512.8680.1878.31167.51500.21900.72470.10%5%10%15%20%25%30%35%0500100015002000250030002017201820192020202120222023E市场收入(亿元)增长率三大运营商占数据中心行业主要地位国内企业持续加码数据中心行业数据来源:华经产业研究院,长城证券产业金融研究院截至2022年4月,我国数据中心行业市场集中度较高,以三大电信运营商为主。凭借其网络带宽和机房资源优势,三大电信运营商市场份额占比超60%,其中中国电信市场份额为34%,中国联通市场份额为18%,中国移动市场份额为10%。图11:我国数据中心业务主要运行商市场份额www.cgws.com14中国联通,18%中国电信,34%中国移动,10%世纪互联,4%万国数据,4%鹏博士,2%光环新网,2%宝信软件,1%数据港,1%其他,24%第三方数据中心服务商综合能力不断提升国内企业持续加码数据中心行业数据来源:万国数据官网,长城证券产业金融研究院根据贵州大数据发展管理局新闻稿显示:目前在我国数据中心服务市场中,第三方运营商是除基础电信运营商外的重要组成部分,主要提供机柜租用、带宽租用、主机托管、代理运维等数据中心服务。第三方运营商龙头效应显著,头部企业占据了绝大部分市场份额,可以同时引进多家运营商的带宽资源,市场口碑好、服务质量优、产品种类丰富、定制化能力强。图12:万国数据对应的数据中心产品和服务www.cgws.com15国内服务商持续加大对数据中心的投资国内企业持续加码数据中心行业数据来源:智通财经,长城证券产业金融研究院◼2015-2019年,在新基建的政策引领下,短期内,中国数据中心行业热度快速上升,大量资本涌入市场,项目投资额增速较快;中期,数据中心新建项目陆续落地投产,需要一定的消化周期,行业投资额增速趋缓;长期来看,IDC存量资源逐步消化,5G、AI等新技术规模化应用激发更多数据中心需求,数据中心投资将进入新一轮的上升期。◼根据前瞻经济学人数据显示:2019年中国数据中心服务器投资额为979.2亿元,占硬件设备投资58.3%,数据中心存储设备投资额为213.9亿元,占硬件设备投资12.7%。图13:2018—2023中国IDC行业数据中心项目投资规模(亿元)及预测www.cgws.com16020040060080010001200服务器存储网络设备UPS机房空调机柜其他2018年投资额2019年投资额数据来源:前瞻产业研究院,长城证券产业金融研究院图14:2018—2019年中国数据中心硬件设备投资额(亿元)0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%40.00%0500100015002000250030002018201920202021E2022E2023E投资规模(亿元)增速国内服务商持续加大对数据中心的投资国内企业持续加码数据中心行业数据来源:ifind,长城证券产业金融研究院◼各大厂商持续加大对数据中心的建设,以世纪互联和万国数据为例,世纪互联的资本性支出自2018年以来大幅上升,2022年财报显示,其资本性支出达到了30.53亿元;万国数据整体的资本性支出也处在上升趋势,从2018年的42.58亿元上升至2021年的97亿元,虽然2022年有所下降,但仍达到了78.47亿元的水平,预计随着AIGC应用落地速度的加快,资本性支出会进一步上升。图15:2018—2022行业内公司(部分)资本性支出(亿元)www.cgws.com1702040608010012020182019202020212022世纪互联万国数据数据中心规模不断扩大,推动冷却技术升级液冷做为数据中心配套设施前景广阔数据来源:中国热管理网,长城证券产业金融研究院◼数据中心主要职能是数据的接收、处理、存储与转发;根据《“十四五”信息通信行业发展规划》,到2025年,全国数据中心算力将达到2020年的3.3倍。随着市场对算力的需求不断增长,散热冷却系统移热速率亟需与产热速率匹配。正是由于这个原因,为了减少耗能,这部分的市场需求倒逼冷却技术的不断升级;◼根据绿色高效数据中心公众号显示,IT设备将99%以上的电能转换为热能,而其中70%的热能需数据中心通过散热冷却系统移除,进一步增加了数据中心的用电消耗。作为辅助单元,散热冷却系统在大型数据中心的电能消耗与IT设备电耗基本相当。由此可见,数据中心的散热冷却系统具有极大的节能潜力。数据中心散热冷却技术的突破创新,是实现全行业绿色低碳发展的关键。图16:2016—2020年我国数据中心用电量及增速(kW/h)www.cgws.com180%5%10%15%20%25%0500100015002000250020162017201820192020数据中心用电量(kW/h)增速数据中心规模不断扩大,推动冷却技术升级液冷做为数据中心配套设施前景广阔数据来源:CCID、前瞻产业研究院,长城证券产业金融研究院◼目前发展的散热冷却技术主要有风冷和液冷两大类,其中风冷包括自然风冷和强制风冷,适用的机柜功率密度较低;液冷分为单相液冷和相变液冷。散热冷却系统所采用的冷却介质、冷却方式不同,移热速率差距大。传统风冷最高可冷却30kW/r的机柜,对于30kW/r以上功率密度的机柜无法做到产热与移热速率匹配,会使机柜温度不断升高导致算力下降甚至损害设备。因此,在机柜功率密度不断提高的大数据时代,要求散热冷却设备及方式的不断创新,提升移热速率。图17:液冷技术相比风冷技术的优势www.cgws.com19散热效率恶劣环境噪音方面◼液冷技术的散热效率比风冷技术更高,能够更好的将热量传递到设备外◼相比风冷散热,液冷散热技术可以适应多粉尘等恶劣场景,有效避免充电模块故障率高和噪音大的问题◼相比风冷散热,液冷散热技术由于没有风扇,噪音更低液冷具有前述的诸多优势,未来或成为厂商主流选择液冷做为数据中心配套设施前景广阔数据来源:科智咨询,长城证券产业金融研究院◼目前国内已有中科曙光、绿色云图、联想、浪潮和华为等涉足液冷领域。目前,由于适应场景、冷却液价格和改造成本,液冷技术并未大面积普及。未来随着GPU运算占比的增加和服务器密度的不断增加,液冷将是代替风冷的必然选择;◼根据赛迪顾问的数据,以液冷数据中心对传统市场进行替换作为市场规模测算基础,结合华为、阿里巴巴和中科曙光对液冷数据中心的替换率调查,保守测算出2019年中国液冷数据中心的市场规模为261亿元,乐观估计为351亿元,2025年我国液冷数据中心的市场规模将破1200亿元。图18:中国液冷数据中心应用市场规模测算(亿元)www.cgws.com20图19:2016—2019年中国机房空调细分市场结构(按冷源)数据来源:前瞻产业研究院,长城证券产业金融研究院0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2016201720182019风冷冷冻水其他0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%01002003004005006007008009002019202020212022E2023E2024E2025E市场规模(亿元)增长率(%)互联网、金融和电信行业液冷应用比重较大液冷应用行业众多数据来源:科智咨询,长城证券产业金融研究院◼据科智咨询数据显示,2019年液冷数据中心主要应用在以超算为代表的应用当中,随着互联网、金融和电信行业业务量的快速增长,上述行业对数据中心液冷的需求量将会持续加大。预计2025年互联网行业液冷数据中心占比将达到27.9%,金融行业将达到15.5%,电信行业将达到19.4%;而泛政府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。图20:2019—2025年中国液冷数据中心行业应用结构www.cgws.com210%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2019202020212022E2023E2024E2025E泛政府行业互联网行业电信行业金融行业其他“双碳”背景下,PUE指标不断降低液冷是降低PUE的最优解◼PUE是国际公认的数据中心能源消耗评估指标。它是数据中心损耗的所有能量与IT设备损耗的能量之比。理想值为1,即所有电源都用在服务器上。但在实际运行中每个数据中心在服务器冷却上等其他地方都要损耗大批量能源;◼根据工信部《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》的文件,到2023年底,新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下,我国绿色数据中心发展政策也指出,将计划降低数据中心能耗总体水平。表4:各地关于数据中心节能要求的文件(部分)www.cgws.com22数据来源:观研天下,上海市政府,长城证券产业金融研究院地区文件时间重点内容国家发改委《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》2021年10月鼓励重点行业利用绿色数据中心等新型基础设施实现节能降耗。新建大型、超大型数据中心电能利用效率不超过1.3。到2025年,数据中心电能利用效率普遍不超过1.5。北京《关于进一步加强数据中心项目节能审查的若干规定》2021年7月新建、扩建数据中心,年能源消费量小于1万吨标准煤的项目PUE值不应高于1.3;年能源消费量大于等于1万吨标准煤且小于2万吨标准煤的项目,PUE值不应高于1.25;年能源消费量大于等于2万吨标准煤且小于3万吨标准煤的项目,PUE值不应高于1.2;年能源消费量大于等于3万吨标准煤的项目,PUE值不应高于1.15。对于超过标准限定值(PUE值1.4)的数据中心,按月征收差别电价电费,对于PUE>1.4且<=1.8的项目(单位电耗超过限额标准一倍以内),执行的电价加价标准为每度电加价0.2元;对于PUE>1.8的项目(单位电耗超过限额标准一倍以上),每度电加价0.5元。上海《上海市数据中心建设导则(2021版)》2021年4月新建大型数据中心单项目规模应不低于3000个标准机架,平均机架设计功率不低于6kW,机架设计总功率不小于18MW,综合PUE严格控制不超过1.3;新建边缘数据中心单项目规模应控制在100个机架内,PUE不应高于1.5,平均机架设计功率不低于6kW。浙江《关于杭州市数据中心优化布局建设的意见》2020年4月绿色节能水平不断提高,数据中心普遍达到三星级以上标准,新建数据中心PUE(能源使用效率)值不高于1.4,改造后的数据中心PUE值不高于1.6。液冷具有散热优势,可有效降低PUE值液冷是降低PUE的最优解数据来源:观研天下,长城证券产业金融研究院◼在保证算力运转前提下,只有通过降低数据中心辅助能源的消耗,才能达成节能目标下的PUE要求。根据观研天下报告显示,在数据中心能耗结构中,制冷系统占比24%以上,是占比最高的部分,所以降低制冷系统能耗是降低PUE的有效方法;◼液冷利用液体的高导热、高传热特性,在进一步缩短传热路径的同时充分利用自然冷源,实现PUE小于1.25的极佳节能效果。由此可见,液冷的制冷效率更高更适合高功率数据中心,液冷或成必选项。图21:数据中心能耗结构www.cgws.com23图22:中国数据中心非IT设备成本构成分布情况数据来源:前瞻产业研究院,长城证券产业金融研究院散热能耗,43%IT设备能耗,45%供配电能耗,10%照明及其他,2%柴油发电机组,23%电力用户站,20%UPS,18%配电柜,8%冷水机组,8%精密空调,7%机柜,6%列头柜,4%静电地板,3%冷却塔,3%国内液冷市场格局一览www.cgws.com24www.cgws.com多方企业加速布局,液冷设备市场竞争激烈。国内液冷市场格局数据来源:各公司官网、公司公告、公司年报、投资者调研纪要、投资者交流平台,长城证券产业金融研究院根据中国信通网,冷板式液冷产品相关企业包括:谷歌、IBM、中科曙光、腾讯、百度、京东、华为等;浸没式液冷产品相关企业包括:Facebook、英特尔、微软、中科曙光、阿里巴巴、施耐德、3M、高澜、英维克、维谛技术等;喷淋式液冷产品相关企业包括:长城、广东合一。www.cgws.com25公司名称布局情况中科曙光目前公司主要液冷产品包括浸没相变液冷数据中心基础设施、冷板液冷数据中心基础设施、模块化数据中心、液冷集装箱数据中心等已在多地区、多领域落地应用。曙光浸没式相变液冷服务器PUE最低可降至1.04。已开发浸没相变液冷数据中心基础设施产品。华为已开发FusionServer高密专用液冷系统。阿里云已开发磐久液冷一体机ImmersionDC1000系列。联想已开发海神(Neptune)液冷散热系统。浪潮信息2022年年报披露将“Allin液冷”纳入公司发展战略,全栈布局液冷,发布全栈液冷产品,实现通用服务器、高密度服务器、整机柜服务器、AI服务器四大系列全线产品均支持冷板式液冷,并提供液冷数据中心全生命周期整体解决方案。已开发冷板式液冷系统:浪潮AI服务器NF5488LA5。广东合一已开发超COOL喷淋液冷工作站。戴尔中国已开发Triton液体冷却系统。维谛技术已开发VIC液冷系统。英维克公司在液冷技术有整体全面的布局,包括冷板、浸没、喷淋各种基础技术平台。公司目前率先规模商用端到端全链条的冷板式液冷,在服务器、数据中心、高密度算力、储能、超级快充电桩、换电系统等领域均有客户的规模商用需求。已开发机房温控节能产品、机柜温控节能产品。公司名称布局情况依米康公司推出了祥云系列冷板型和浸没型液冷解决方案,适应数据中心日趋提升的机架功率密度,打造PUE<1.15的高效冷却系统佳力图已开发精密空调、机房环境一体化产品。紫光股份发布H3CUniServerR4900LCG5液冷服务器及以其为核心的液冷系统、新一代超融合UIS8.0、全新绿洲平台2.0等产品和方案。双良节能布局了应用于全浸没式液冷服务器换热模块、尾端冷却塔等。科华数据已将自主开发的技术应用于公司的数据中心及储能产品中。易事特可以为客户提供温控解决方案。中石科技在数字基建行业中提供的产品有导热垫片、导热硅脂、导热凝胶、导热相变材料、热模组等。科创新源公司控股子公司瑞泰克的液冷板产品主要分为吹胀液冷板、钎焊液冷板、搅拌摩擦焊液冷板、高频焊液冷板等。截至目前,瑞泰克已获得逾二十个液冷板产品的项目定点,部分液冷板产品已经实现批量交付。未来随着定点项目的逐步量产,将带动瑞泰克收入的快速提升。同飞股份公司未来三年的业务发展目标之一是依托《数据中心能效限定值及能效等级》国家标准的实施,拓展液冷解决方案在数据中心温控领域的应用,构建液冷平台,推广多场景液冷技术的应用,助力数据中心行业绿色节能发展。精研科技公司散热部品主要为液冷模组、液冷板、风冷模组等,以及模组子件热管、VC等自制品,具备散热系统方案设计、仿真及开发能力。表5:国内液冷市场企业布局冷板式液冷仍为液冷行业未来主流方案国内液冷市场格局数据来源:中国液冷数据中心发展白皮书,长城证券产业金融研究院从液冷数据中心基础设施产品的比例来看,冷板式液冷仍是行业主流方案,浸没式液冷数据中心基础设施比例将逐步提升。根据赛迪顾问数据,2019年冷板式液冷产品和浸没式液冷产品在市场上的占比分别为82%和18%。冷板式液冷技术发展较早,目前冷板式液冷数据中心产品在市场上占比较高,但浸没式液冷是直接接触的制冷方式,相较于冷板式液冷,更大程度上利用液体的比热容特点,制冷效率更高,可有效降低数据中心PUE。www.cgws.com26表6:2019-2025年冷板式和浸没式方案变化趋势预测20192020E2021E2022E2023E2024E2025E冷板式液冷数据中心比例华为观点84%80%71%68%66%64%62%阿里巴巴观点82%78%70%67%65%63%61%中科曙光观点83%79%71%68%66%64%62%联想观点80%76%67%64%62%60%58%专家观点总结82%78%65%62%60%58%56%浸没式液冷数据中心比例华为观点16%20%29%32%34%36%38%阿里巴巴观点18%22%30%33%35%37%39%中科曙光观点17%21%29%32%34%36%38%联想观点20%24%33%36%38%40%42%专家观点总结18%22%35%38%40%42%44%液冷数据中心产品比例冷板式液冷数据中心82%78%68%65%63%61%59%浸没式液冷数据中心18%22%33%35%37%39%41%保守测算冷板式液冷数据中心市场规模(亿元)213.9278.3305.9367.6473.7584.9757.1浸没式液冷数据中心市场规模(亿元)47.078.5148.4198.0278.2373.9526.1乐观估计冷板式液冷数据中心市场规模(亿元)287.7337.4364.1432.6524.6639.5784.9浸没式液冷数据中心市场规模(亿元)63.195.2176.7233.0308.1408.8545.4液冷设备市场竞争格局未定,多方企业加速布局。国内液冷市场格局数据来源:中国液冷数据中心发展白皮书,长城证券产业金融研究院根据观研报告网发布的《中国液冷设备行业发展趋势研究与未来投资分析报告(2023-2030年)》显示,在市场竞争方面,由于国内外数据中心基础设施厂商液冷技术普及率较低,市场参与者较少,尚未形成较强龙头,市场竞争格局未定,同时在加上我国对数据安全具有严格的保护政策,国外企业进入困难。目前,我国液冷设备行业内具有竞争性的企业主要有华为、阿里巴巴、联想、浪潮信息、广东合一、戴尔中国等,其中中科曙光、华为、阿里和联想处于市场领导者地位。www.cgws.com27图23:2020年中国液冷数据中心厂商竞争力矩阵浪潮、超聚变、宁畅占据七成市场份额。国内液冷市场格局数据来源:IDC咨询、云头条,长城证券产业金融研究院2023年6月5日,IDC发布的《中国半年度液冷服务器市场(2022下半年)跟踪》报告显示:2022年中国液冷服务器市场规模达到10.1亿美元(71.8亿元人民币),同比增长189.9%。从厂商销售额角度看,浪潮、超聚变、宁畅位居前三,占据了七成左右的市场份额。www.cgws.com28图24:2022年中国液冷服务器市场份额相关的标的www.cgws.comwww.cgws.comwww.cgws.com30液冷行业相关标的盈利预测数据来源:iFind,长城证券产业金融研究院表6:2022年及2023年上半年涉及液冷行业厂商业绩速览(截至2023年7月17日)代码股票名称营业收入营业收入归母净利润归母净利润PE(TTM)PEG(FY2)(亿元)同比增速(%)(亿元)同比增速(%)20222023E20222023E20222023E20222023E2023E2023E000063.SZ中兴通讯1229.541384.517.36%12.60%80.8099.6218.60%23.29%21.100.91000977.SZ浪潮信息695.25804.893.70%15.77%20.8025.763.88%23.85%25.071.05603019.SH中科曙光130.08152.4215.44%17.17%15.4420.1831.27%30.67%35.331.15872808.BJ曙光数创5.186.7127.01%29.56%1.171.6824.72%43.73%72.211.65300602.SZ飞荣达41.2555.4934.88%34.54%0.962.70219.62%180.61%39.060.22300731.SZ科创新源5.204.70-8.47%-9.63%-0.27-0.0086-109.54%96.79%-3082.65/002837.SZ英维克29.2340.7331.19%39.32%2.803.9636.69%41.14%46.551.13603912.SH佳力图6.258.10-6.33%29.57%0.371.40-57.13%284.24%37.700.13300383.SZ光环新网71.9181.67-6.61%13.57%-8.806.22-205.22%170.70%30.630.18300499.SZ高澜股份19.0413.3513.40%-29.87%2.871.18344.39%-59.02%45.74/301018.SZ申菱环境22.2134.3323.53%54.58%1.663.0018.49%80.46%31.890.40301165.SZ锐捷网络113.26143.2223.26%26.45%5.507.5620.14%37.41%41.931.12300017.SZ网宿科技50.8464.2011.13%26.27%1.913.3315.34%74.57%50.110.67002335.SZ科华数据56.4987.7816.09%55.41%2.486.91-43.40%178.10%26.720.15300442.SZ润泽科技27.1545.7632.61%68.56%11.9818.6765.98%55.79%26.740.48300990.SZ同飞股份10.0818.3221.48%81.86%1.282.416.56%88.55%34.280.39风险提示www.cgws.com31www.cgws.com风险提示www.cgws.com32算力需求不及预期风险:目前仍有多家大语言模型在测试阶段,行业整体发展处于早期阶段,后续项目能否顺利落地从而快速拉动算力需求需要进一步观察。若因此导致算力需求不及预期会使整体数据量需求小,进而导致散热需求不及预期,最终传导至液冷行业。技术发展不及预期风险:随着数据中心建设规模的不断扩大,对液冷技术的要求不断提高,产业绿色化、集约化发展已成为必然趋势,相关公司技术迭代发展不及预期或将影响未来的营收规模。3.行业竞争加剧风险:目前国内厂商以三大运营商为主,但第三方厂商正在快速崛起,若未来行业竞争加剧或将压缩厂商营收空间。4.改建成本过高风险:采用液冷技术的数据中心在设计方式上和传统采用风冷的数据中心迥异。比如楼梯的承重,机房的层高等。更换冷却方式会影响空间利用率,增加人员维护以及再建成本,这些支出或将影响行业整体需求。免责声明长城证券股份有限公司(以下简称长城证券)具备中国证监会批准的证券投资咨询业务资格。本报告由长城证券向专业投资者客户及风险承受能力为稳健型、积极型、激进型的普通投资者客户(以下统称客户)提供,除非另有说明,所有本报告的版权属于长城证券。未经长城证券事先书面授权许可,任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制和发布,亦不得作为诉讼、仲裁、传媒及任何单位或个人引用的证明或依据,不得用于未经允许的其它任何用途。如引用、刊发,需注明出处为长城证券研究院,且不得对本报告进行有悖原意的引用、删节和修改。本报告是基于本公司认为可靠的已公开信息,但本公司不保证信息的准确性或完整性。本报告所载的资料、工具、意见及推测只提供给客户作参考之用,并非作为或被视为出售或购买证券或其他投资标的的邀请或向他人作出邀请。在任何情况下,本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。在任何情况下,本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。长城证券在法律允许的情况下可参与、投资或持有本报告涉及的证券或进行证券交易,或向本报告涉及的公司提供或争取提供包括投资银行业务在内的服务或业务支持。长城证券可能与本报告涉及的公司之间存在业务关系,并无需事先或在获得业务关系后通知客户。长城证券版权所有并保留一切权利。www.cgws.com33特别声明《证券期货投资者适当性管理办法》、《证券经营机构投资者适当性管理实施指引(试行)》已于2017年7月1日起正式实施。因本研究报告涉及股票相关内容,仅面向长城证券客户中的专业投资者及风险承受能力为稳健型、积极型、激进型的普通投资者。若您并非上述类型的投资者,请取消阅读,请勿收藏、接收或使用本研究报告中的任何信息。因此受限于访问权限的设置,若给您造成不便,烦请见谅!感谢您给予的理解与配合。www.cgws.com34分析师声明本报告署名分析师在此声明:本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力,在执业过程中恪守独立诚信、勤勉尽职、谨慎客观、公平公正的原则,独立、客观地出具本报告。本报告反映了本人的研究观点,不曾因,不因,也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接接收到任何形式的报酬。长城证券投资评级说明公司评级:买入——预期未来6个月内股价相对行业指数涨幅15%以上;增持——预期未来6个月内股价相对行业指数涨幅介于5%~15%之间;持有——预期未来6个月内股价相对行业指数涨幅介于-5%~5%之间;卖出——预期未来6个月内股价相对行业指数跌幅5%以上。行业评级:强于大市——预期未来6个月内行业整体表现战胜市场;中性——预期未来6个月内行业整体表现与市场同步;弱于大市——预期未来6个月内行业整体表现弱于市场。行业指中信一级行业,市场指沪深300指数www.cgws.com35长城证券产业金融研究院深圳地址:深圳市福田区福田街道金田路2026号能源大厦南塔楼16层邮编:518033传真:86-755-83516207北京地址:北京市西城区西直门外大街112号阳光大厦8层邮编:100044传真:86-10-88366686上海地址:上海市浦东新区世博馆路200号A座8层邮编:200126传真:021-31829681www.cgws.com36长城证券产业金融研究院长城研究•与您共成长www.cgws.com

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