隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術的迅猛發(fā)展,數(shù)據(jù)中心對于高性能、高效率的散熱解決方案的需求日益增長。液冷服務器作為一種先進的散熱技術,以其高效、可靠的性能在數(shù)據(jù)中心領域受到廣泛關注。
一、液冷服務器定義
液冷服務器,顧名思義,即將液體作為冷媒注入服務器,通過液體流動帶走服務器運行時產生的熱量,以此達到冷卻的目的。與傳統(tǒng)風冷服務器相比,液冷服務器具有散熱效率更高、耗電量更低、噪音污染更小等優(yōu)勢。液冷技術是電子設備進行散熱的技術,主要區(qū)別于目前常用的風冷技術。當前液冷技術包括浸沒式、冷板式、噴淋式等類型。具體如圖所示:
二、液冷服務器行業(yè)發(fā)展政策
近年來,中國液冷服務器行業(yè)受到各級政府的高度重視和國家產業(yè)政策的重點支持。國家陸續(xù)出臺了多項政策,鼓勵液冷服務器行業(yè)發(fā)展與創(chuàng)新,《關于深入實施“東數(shù)西算”工程加快構建全國一體化算力網(wǎng)的實施意見》《綠色數(shù)據(jù)中心政府采購需求標準(試行)》《“十四五”數(shù)字經濟發(fā)展規(guī)劃》等產業(yè)政策為液冷服務器行業(yè)的發(fā)展提供了明確、廣闊的市場前景,為企業(yè)提供了良好的生產經營環(huán)境。具體情況列示如下:
三、液冷服務器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.市場規(guī)模
目前,人工智能發(fā)展勢頭強勁,算力需求旺盛,不斷推動液冷服務器成為“剛需”硬件。2023年中國液冷服務器市場規(guī)模約為109億元,同比增長49.3%。2024年中國液冷服務器市場規(guī)模將達201億元,到2027年市場規(guī)模超680億元。
2.市場結構
液冷是一種以液體作為冷媒,利用液體流動將數(shù)據(jù)中心IT設備的內部元器件產生的熱量傳遞到設備外,使IT設備的發(fā)熱部件得到冷卻,以保證IT設備在安全溫度范圍內運行的冷卻方式。目前,液冷技術類型根據(jù)冷卻液和發(fā)熱設備接觸換熱方式的不同,可劃分為冷板式液冷、浸沒式液冷和噴淋式液冷。其中,冷板式液冷技術開發(fā)較早,是目前成熟度最高、行業(yè)布局最多、應用最廣泛的液冷散熱方案之一,市場占比約為65%。此外,浸沒式液冷市場占比約為34%,噴淋式液冷市場占比約為1%,仍有較大發(fā)展空間。
3.應用情況
根據(jù)《電信運營商液冷技術白皮書》,2025年50%以上數(shù)據(jù)中心項目將應用液冷技術。從需求情況來看,液冷用在超算行業(yè),互聯(lián)網(wǎng)、金融和電信等行業(yè)的需求將快速增長,預計2025年互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)金融行業(yè)占比達25.0%、液冷數(shù)據(jù)中心占比達24.0%,電信行業(yè)占比達23.0%、能源行業(yè)占比達10.5%,生物、醫(yī)療和政務等行業(yè)需求將加快融入通用數(shù)據(jù)中心新業(yè)態(tài)。
4.企業(yè)布局情況
近年來,我國液冷服務器技術發(fā)展越來越成熟,目前已有多家企業(yè)布局液冷服務器市場,包括:中科曙光、華為、阿里云、聯(lián)想、浪潮信息等。具體如圖所示:
四、液冷服務器行業(yè)重點企業(yè)
1.浪潮信息
浪潮電子信息產業(yè)股份有限公司是全球領先的數(shù)據(jù)中心IT基礎架構產品、方案和服務提供商,以“智慧計算”為戰(zhàn)略,通過“硬件重構+軟件定義”的算力產品和解決方案、構建開放融合的計算生態(tài),為客戶構建滿足多樣化場景的智慧計算平臺,全面推動人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用和對傳統(tǒng)產業(yè)的數(shù)字化變革與重塑。
浪潮信息在液冷服務器產品開發(fā)方面取得了豐碩成果。其產品線覆蓋了通用服務器、高密度服務器、整機柜服務器、AI服務器等多個系列,且均支持冷板式液冷。
2024年第一季度實現(xiàn)營業(yè)收入176.07億元,同比增長85.32%;實現(xiàn)歸母凈利潤3.06億元,同比增長45.71%。2023年主營產品包括服務器及部件、IT終端及散件,營收分別占整體的99.05%、0.60%。
2.曙光數(shù)創(chuàng)
曙光數(shù)據(jù)基礎設施創(chuàng)新技術(北京)股份有限公司主要從事浸沒液冷數(shù)據(jù)中心產品、冷板液冷數(shù)據(jù)中心產品及模塊化數(shù)據(jù)中心產品的研究、開發(fā)、生產及銷售,以及圍繞上述產品提供系統(tǒng)集成和技術服務。
2024年第一季度實現(xiàn)營業(yè)收入0.12億元,同比下降94.23%;歸母凈利潤虧損0.07億元。2023年主營產品包括浸沒液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施產品、冷板液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施產品、模塊化數(shù)據(jù)中心產品,營收分別占整體的58.15%、29.22%、10.72%。
3.紫光股份
紫光股份有限公司主營業(yè)務是提供技術領先的網(wǎng)絡、計算、存儲、云計算、安全和智能終端等全棧ICT基礎設施及服務。
紫光股份在液冷服務器領域不斷推陳出新,如2022年發(fā)布的H3C UniServer R4900LC G5液冷服務器及以其為核心的液冷系統(tǒng),就是其在這一領域的重要成果。此外,紫光股份還推出了基于第四代英特爾至強可擴展處理器的H3C UniServer R6900 G6大模型微調及推理解決方案,進一步豐富了其液冷服務器的產品線。
2024年第一季度實現(xiàn)營業(yè)收入170.06億元,同比增長2.89%;實現(xiàn)歸母凈利潤4.14億元,同比下降5.69%。
4.中興通訊
中興通訊股份有限公司致力于為客戶提供滿意的ICT產品及解決方案,集“設計、開發(fā)、生產、銷售、服務”等一體,聚焦于“運營商網(wǎng)絡、政企業(yè)務、消費者業(yè)務”。主要產品及服務為無線產品、核心網(wǎng)產品、有線產品、服務器、數(shù)據(jù)中心交換機、數(shù)據(jù)中心、云電腦、服務器、數(shù)據(jù)中心交換機、數(shù)據(jù)中心、分布式數(shù)據(jù)庫、家庭終端、手機產品等。
中興通訊的液冷服務器采用液冷技術,使用液體作為冷媒,與發(fā)熱部件進行熱交換,相比傳統(tǒng)的風冷技術,液冷的冷卻能力更強,可達到空氣的1000-3000倍,能夠實現(xiàn)超高密度制冷,大幅降低數(shù)據(jù)中心的PUE值。
2024年第一季度實現(xiàn)營業(yè)收入305.78億元,同比增長4.92%;實現(xiàn)歸母凈利潤27.41億元,同比增長3.74%。
5.超聚變
超聚變致力于為客戶提供領先的算力基礎設施和算力服務,包括服務器、存儲、網(wǎng)絡等設備以及相關的解決方案和服務。
FusionPoD for AI整機柜液冷服務器采用原生液冷架構設計,實現(xiàn)了CPU、GPU和交換的一體化高密集成,支持千瓦級芯片散熱演進。這種設計不僅提高了散熱效率,還顯著降低了能耗,單機柜pPUE可低至1.06(含液冷門),比傳統(tǒng)風冷服務器更具節(jié)能優(yōu)勢。
五、液冷服務器行業(yè)發(fā)展前景
1.政策支持行業(yè)發(fā)展
近年來,隨著算力需求的激增和數(shù)據(jù)中心能耗問題的日益凸顯,國家及地方政府紛紛出臺了一系列政策,以支持液冷服務器的發(fā)展。這些政策不僅明確了數(shù)據(jù)中心能效提升的目標,如工信部等部門印發(fā)的《綠色數(shù)據(jù)中心政府采購需求標準(試行)》要求數(shù)據(jù)中心PUE值不斷降低,還通過具體舉措鼓勵企業(yè)采用液冷等先進散熱技術。此外,多個地方政府如上海、廣東、貴州等也發(fā)布了相關政策,支持液冷技術的研發(fā)和應用,推動數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)節(jié)能減排,鼓勵包括AI服務器等在內的液冷服務器產業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新。
2.下游需求提高助推行業(yè)發(fā)展
伴隨云計算及大數(shù)據(jù)業(yè)務推動,數(shù)據(jù)量爆發(fā)式增長,大量計算能力對數(shù)據(jù)中心的單體規(guī)模及服務器承載算力提出越來越高的需求,傳統(tǒng)的散熱方式開始顯得力不從心。隨著散熱要求的提高,液冷將成為未來數(shù)據(jù)中心主流的散熱技術之一,市場對液冷的需求將逐步提升。
3.技術成熟利好行業(yè)發(fā)展
液冷技術散熱效率高、穩(wěn)定性高、適用范圍更廣,可以彌補風冷技術的不足。液冷技術的應用不僅可以提高散熱效率,還能夠降低數(shù)據(jù)中心的能耗和碳排放,采用液冷技術的數(shù)據(jù)中心的能耗和碳排放量可以分別降低40%和90%以上。隨著液冷技術的成熟、大量案例的成功、芯片功耗的提高、國家對PUE的指標要求日趨嚴苛,液冷服務器市場前景廣闊。