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数据中心驱动液冷连接器黄金增长国产突破在即

2025-11-14 23:33

(来源:纪要头等座)

数据中心驱动液冷连接器黄金增长国产突破在即

一、综述

1、数据中心驱动液冷连接器行业黄金增长,国产替代加速推进

液冷连接器作为数据中心热管理的组件,正迎来快速发展期。随着数字经济、5G、人工智能等技术推动数据量激增,数据中心向高密度演进,传统风冷技术仅能支持2.7千瓦/机柜的散热需求,已难以满足高性能计算场景。液冷技术凭借其高比热容和高效对流传热能力,可覆盖2.7至30千瓦/机柜的散热范围,成为必然选择。主流液冷方案包括冷板式和浸没式两种,其中冷板式PUE可降至1.3以下,浸没式更可低于1.2,显著提升能效与设备运行稳定性。液冷连接器(UQD,UniversalQuickDisconnect)是OCP开放计算项目下的全球标准快速断开耦合器,实现无工具管路连通与断开,广泛应用于数据中心及超级计算机。按插拔类型分为UQD(手动插拔)和UQDB(盲插),后者具备自动化兼容性,适用于高密度系统和机器人运维场景。性能参数包括等效通径、最大工作压力、流量(流速不超过5米/秒)、KV值(压降指标)及单次插拔泄漏量(不高于0.5毫升)。材质方面,壳体常用铝合金(轻量化)、不锈钢(耐腐蚀)、钛合金(高性能但成本高)、铜合金及高性能塑料;密封材料则根据冷却液类型选用氟橡胶(适用纯水、乙二醇,耐温-55~155℃)、三元乙丙橡胶(多种冷却液,-55~125℃)、丁腈橡胶(矿物油类,-40~120℃)等。技术迭代从β版基础通断功能发展至4.0版本,集成双向自密封、无滴漏、盲插、卸压阀、带压插拔、内置滤网等功能,适配复杂应用场景。政策层面,2024年2月六部门发布能效标准,7月国家发改委等多部门出台《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》,明确推广液冷技术,提升自然冷源利用与AI节能应用,为行业发展提供强力支撑。

2.液冷连接器行业政策支持、市场规模与产业链全景

在国家"双碳"战略推动下,中国政府密集出台多项政策,全面支持数据中心绿色低碳发展,为液冷连接器行业提供了强有力的政策支撑。2024年7月,国家发展改革委等多部门联合发布《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》,明确提出要大力推广液冷等高效制冷散热技术,提升自然冷源利用率,并强化人工智能节能技术应用。同年2月,六部门发布重点用能产品设备能效标准,新增数据中心、服务器等23种设备,实现重点用能产品全覆盖,进一步推动节能减排。2023年12月,五部门印发《关于深入实施东数西算工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》,要求推进数据中心节能降碳改造,推广液冷技术,优化运行负荷,推动备用电源绿色化。2023年10月,工信部等六部门发布《算力基础设施高质量发展行动计划》,支持液冷、储能等新技术应用,鼓励利用特殊地理条件建设自然冷源数据中心,提升算力碳效水平。此外,《电子制造业2023-2024年稳增长行动方案》和《绿色数据中心政府采购需求标准》等(更多实时纪要加微信:aileesir)政策也从产业链升级和政府采购角度推动液冷技术发展。在政策驱动下,中国液冷连接器市场规模迅速扩张,2021年至2024年从18亿元增长至50亿元,年复合增长率达40.6%;预计2025年至2030年将从65亿元增至241亿元,年复合增长率达30.0%。增长动力来自三大因素一是"双碳"背景下各地对数据中心PUE(电能使用效率)提出严格要求,普遍限制在1.3以下,北京最低至1.15,上海新建项目要求低于1.3,而液冷技术可将PUE降至1.2以下,显著优于传统风冷的1.5水平;二是芯片功率持续攀升,英伟达GB200功耗达2700瓦,单机柜功耗最高达12万瓦,远超风冷散热极限,迫使行业转向液冷;三是生态体系逐步完善,三大电信运营商提出液冷三年发展愿景,2023年开展技术验证,2024年试点10%规模应用,2025年目标50%以上项目采用液冷,中国移动AI服务器招标中液冷占比达87%,中国电信达25%,带动产业链成熟。产业链方面,上游以壳体材料为主,占成本约60%,包括铝合金、不锈钢、钛合金等,密封材料如氟硅橡胶、三元乙丙橡胶等亦为;中游分为三个梯队,第一梯队为史陶比尔、斯多布里(ColderProducts)等国际企业,第二梯队为中航光电、正北连接、永贵电器等国内龙头,第三梯队为工业富联、立敏达、易创等具备生产能力但未大规模量产的企业;下游应用以数据中心为主,2024年占比60%,储能占20%,其他领域合计20%。

3、液冷连接器产业链及市场竞争格局与发展趋势

液冷连接器产业链涵盖上游原材料、中游制造及下游应用。上游原材料中,壳体材料成本占比约60%,为主要构成,包括不锈钢、铝合金、碳合金和铜合金,主要供应商为江苏亚太轻合金科技股份有限公司、宝钢等;密封材料成本占比约15%,包含氟硅橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、氢化丁腈橡胶,主要由西北橡胶、西安橡塑航天、西安航天动力等供应;弹簧材质以不锈钢、派合金、铅合金为主,成本占比5%,供应商包括宝钢等;涂层材料如阳极氧化、聚四氟乙烯、锡镍合金等,与包装材料(塑料、泡沫等)合计占成本12%,广州经发科技为主要生产商。壳体材料作为原材料,其质量直接影响产品性能与可靠性。中游液冷连接器是液冷散热系统的组件,广泛应用于浸没式、冷板式液冷技术、CDU及Manifold系统中,实现系统互联互通。紧锁方式包括卡口式(可靠但加工复杂,适用于机载)、钢珠式(操作简便但不耐高震动,用于地面及车载)、螺纹式(省力但效率低)、按压式(易误断开,适于地面)和无紧锁式(用于刀片场景)。密封方式主要有O型圈密封、球面密封和平面密封,其中平面密封具备无泄漏、无空气进入优势,为当前主流技术之一。中国液冷连接器市场呈明显梯队分布第一梯队为史陶比尔(Staubli)、斯多布里(ColderProducts)、帕克(Parker),均为国际领先企业,具备先发优势、成熟技术和高良品率;第二梯队为中航光电、正北连接、永贵电器,具备规模化量产能力;第三梯队包括工业富联、立敏达、英维克等,虽有生产能力但尚未实现大规模出货。2024年市场竞争格局显示,史陶比尔·斯多布里市占率约30%,帕克15%,中航光电15%,正北连接10%,永贵电器6%,其余企业合计24%,CR5超过70%,市场集中度高。国际企业优势在于进入早、技术成熟、密封件品质高且稳定性强,而国产企业受限于密封圈进口周期长、成本高,多依赖国产替代。下游客户对密封性要求极高,因液体泄漏可能引发火灾与重大损失,导致国产厂商暂处劣势。未来发展趋势方面,本土制造商凭借供货周期短、定制化能力强和价格优势(国产产品价格仅为进口的1/5至1/10),推动国产替代加速。同时,企业正向综合性液冷解决方案拓展,如中航光电已覆盖液冷连接器、流体管路、液冷机箱、冷板及液冷源等全链条产品;正北连接提供基于OPC标准的高可靠液冷方案,并具备冷板与管路生产能力;永贵电器实现从单一连接器向集成式冷却系统供应转型。整体来看,中游制造商溢价能力较弱,受制于下游大客户每年5%-10%的价格降幅要求及风险协议约束,企业通过简化、降低原材料成本、提升自动化装配水平增强竞争力。

4.中游液冷连接器制造商的市场竞争力与下游应用

中游液冷连接器制造企业在价格谈判中处于相对弱势地位,其溢价能力不及下游客户。下游客户凭借大批量采购优势,每年要求液冷连接器价格下降5%-10%,同时出于高可靠性需求,强制要求签订风险协议,进一步压缩了制造商的议价空间。为应对这一挑战,中游企业从、采购和生产三个维度提升竞争力在端简化液冷连接器结构,降低研发与生产成本;在采购端拓展原材料供应商渠道,采用竞标和集中竞价方式控制采购成本;在生产端提高自动化装配率,减少人工依赖,提升效率并降低制造成本。通过上述措施,企业在保障产品质量的前提下有效控制成本,满足客户对价格的要求。液冷连接器主要应用于数据中心(2024年占比约60%)、储能领域(约20%)以及新能源汽车、5G基站等其他领域(合计20%)。数据中心作为应用场景,其市场规模从2017年的512.8亿元增长至2023年的24007.0亿元,在用机架数量由166万架增至804万架,推动液冷技术需求持续上升。公司在液冷领域布局早,2008年组建团队研发快换接头,2014年为超算数据中心提供液冷散热整体解决方案,2019年UQD产品进入Intel白皮书,成为唯一入选的中国厂商。2020年为中国空间站配套快换接头,2023年与中国移动院共建河南省液体冷却技术工程研究中心。公司主编25项流体连接器国军标,拥有70余项液冷相关专利(其中发明专利56项),21项科技成果获航空工业及河南省科技奖项。产品涵盖TSA、TSN、TSC、TQC系列紧锁式及TSF、TSD系列盲插式液冷连接器,广泛应用于防务、数据中心、轨道交通、超算和储能等领域。产业链纵向延伸能力强,覆盖流体连接器、传输管路、液冷机箱、液冷板、液冷源、传感器、微特电机、风机等多类产品。液冷解决方案及相关产品营收从2021年的8.4亿元增长至2023年的14.3亿元,呈现强劲增长态势。

二、Q&A

Q:液冷连接器的技术演进路径及其各阶段功能是什么?

A:液冷连接器的技术演进经历了从β版本到4.0版本的持续升级过程,每一阶段均围绕市场需求与应用场景深化功能。β版本为初始形态,仅实现基本的流体通断与快速连接分离功能,满足早期液冷系统的简单需求。1.0版本引入快速插拔与单向密封结构,提升了维护效率和系统安全性,适应了初期数据中心对便捷运维的需求。2.0版本发展为双向自密封,有效应对乙二醇、二元醇、水溶液及乳化液等多种新型冷却液带来的密封挑战,增强了接口在断开状态下的可靠性。3.0版本实现突破,推出无滴漏密封技术,并衍生出盲插型连接器(UQDB),不仅将泄漏量控制在极低水平(≤0.5ml),还支持高密度部署和机器人自动操作,适用于难以人工接触的服务器架构。4.0版本在此基础上进一步集成多项智能化功能,如内置卸压阀、支持不停机带压插拔、集成过滤网等,大幅提高系统连续运行能力和运维便利性,全面适配未来超大规模数据中心、液冷整机柜及自动化运维环境。整个演进过程体现了从基础连接向高可靠性、低泄漏、自动化、多功能集成的发展趋势,技术进步直接响应了数据中心对高效、安全、智能热管理的迫切需求。

Q:液冷连接器的性能参数与材料选择如何影响其在数据中心中的应用?

A:液冷连接器的性能参数直接决定其在数据中心环境中的适用性、安全性和系统效率。其中,等效通径是衡量内部最小流通面积的指标,直接影响液体流量,通径越大且外形越小的产品性能越优;最大工作压力需设定合理安全余量(推荐为实际压力的1.5倍),并设有明确的安全上限,以保障高压环境下不发生泄漏或结构失效。流量控制要求液体流速不超过5米/秒,避免湍流引发振动与磨损;KV值用于表征流动阻力,值越大表示相同流量下压降越小,系统能耗更低,效率更高。泄漏量是安全指标,单次插拔泄漏应不高于0.5毫升,确保维护过程中冷却液无滴漏、空气不进入回路,防止气阻和腐蚀。材料选择方面,壳体材质需综合考虑重量、耐腐蚀性与成本铝合金轻便但强度有限,不锈钢耐腐蚀性强,钛合金性能优异但价格高昂,铜合金适用于同质金属系统,高性能塑料虽成本低但密封可靠性较差。密封材料则必须与冷却液兼容,氟橡胶适用于纯水和乙二醇类介质,耐温范围宽(-55~155℃);三元乙丙橡胶适配多种水基冷却液,温度适应性良好(-55~125℃);丁腈橡胶主要用于矿物油或液压油体系,耐温达-40~120℃。不同材料组合需根据具体冷却介质、工作温度、压力条件和安装方式匹配选用,错误选材可能导致溶胀、老化、泄漏甚至系统故障(更多实时纪要加微信:aileesir)。因此,参数与材料科学共同构成了液冷连接器可靠运行的基础,直接影响数据中心液冷系统的稳定性、能效表现和长期运维成本。

Q:液冷连接器市场快速增长的驱动因素有哪些?请结合政策、技术及产业生态进行详细说明。

A:液冷连接器市场快速增长的驱动因素主要来自政策引导、技术演进和产业生态完善三个方面。在政策层面,"双碳"目标下,国家对数据中心能效要求日益严格,PUE(电能使用效率)成为考核指标,多地出台政策明确要求新建数据中心PUE不高于1.3,北京甚至要求低至1.15,而传统风冷技术PUE普遍在1.5左右,难以达标。液冷技术可将PUE降至1.2以下,显著降低能耗,满足绿色数据中心建设需求,成为政策导向下的主流温控方案。在技术层面,随着人工智能、高性能计算的发展,芯片功率密度持续上升,英伟达GB200芯片功耗高达2700瓦,单机柜功耗突破12万瓦,远超风冷散热能力极限,迫使行业必须采用液冷技术以保障设备稳定运行。同时,高功率密度机柜的普及使得液冷成为不可或缺的散热手段。在产业生态方面,三大电信运营商积极推进液冷技术落地,制定三年发展路线图2023年完成技术验证,2024年实现10%新建项目试点,2025年目标50%以上项目规模应用。中国移动在2023-2024年新型智算中心AI服务器采购中液冷占比达87%,中国电信达25%,显示出运营商对液冷技术的高度认可。主流服务器厂商已布局液冷产线,推动标准化进程,降低全生命周期成本,加速生态成熟,从而有效拉动液冷连接器市场需求。

Q:液冷连接器产业链的结构如何?各环节的材料、代表企业和市场分布情况是什么?

A:液冷连接器产业链可分为上游原材料、中游制造和下游应用三大环节。上游主要包括壳体材料、密封材料、涂层材料、弹簧及包装材料等,其中壳体材料成本占比最高,约为60%,主要使用铝合金、不锈钢、钛合金和铍合金等金属材料,确保连接器的强度、耐腐蚀性和导热性能;密封材料用于防止液体泄漏,常见有氟硅橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶等,对长期可靠性至关重要;涂层材料如阳极氧化、聚四氟乙烯、镍磷合金等则用于提升表面防护性能。中游为液冷连接器的生产制造环节,企业按竞争力分为三个梯队第一梯队为国际领先企业,包括史陶比尔(Staubli)和斯多布里(ColderProducts),技术成熟、产品质量高,在高端市场占据主导地位;第二梯队为中国本土龙头企业,如中航光电、正北连接、永贵电器,具备较强研发和批量供货能力,逐步替代进口产品;第三梯队为工业富联、立敏达、易创等企业,虽已掌握基本生产技术,但尚未实现规模化量产,处于追赶阶段。下游应用市场中,2024年数据中心占比达60%,是最大应用场景,主要用于AI服务器、高性能计算集群等高功率设备冷却;储能领域占比20%,应用于电池热管理系统;其余20%分布于新能源汽车、5G通信基站、工业设备、航空航天、军工和医疗设备等领域。整体来看,产业链已形成较为完整的供应体系,随着下游需求爆发,中游国产企业有望加速替代进口,提升市场份额。

Q:请详细说明液冷连接器上游原材料的构成及其成本占比,并列举各类材料的主要供应商。

A:液冷连接器的上游原材料主要包括壳体材料、密封材料、弹簧、涂层材料和包装材料五大类,其中壳体材料成本占比最高,约为60%,是决定产品性能的材料,主要材质包括不锈钢、铝合金、碳合金和铜合金,代表性生产企业为江苏亚太轻合金科技股份有限公司和宝钢等大型金属材料供应商。密封材料成本占比约15%,主要用于密封功能,常见类型有氟硅橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶和氢化丁腈橡胶,其主要供应商包括西北橡胶、西安橡塑航天以及西安航天动力等专业橡胶制品企业。弹簧成本占比5%,材质以不锈钢、派合金和铅合金为主,同样由宝钢等企业提供原材料支持。涂层材料如阳极氧化层、聚四氟乙烯(PTFE)和锡镍合金等,与包装材料共同占据约12%的成本份额,包装材料则多采用塑料和泡沫结构,用于保护运输过程中的连接器组件,广州经发科技是该领域的重要生产商。这些原材料不仅在成本结构中占据地位,更直接影响液冷连接器的密封性、耐腐蚀性、机械强度和长期运行可靠性,尤其是壳体材料的质量控制和密封材料的密封性能,成为决定产品整体技术水平和市场竞争力的因素。

Q:中国液冷连接器市场的竞争格局及未来发展趋势,并指出各梯队企业的代表及其优势。

A:中国液冷连接器市场呈现明显的三梯队竞争格局,市场集中度较高,CR5超过70%。第一梯队由史陶比尔(Staubli)、斯多布里(ColderProducts)和帕克(Parker)等国际龙头企业组成,合计占据约45%的市场份额(史陶比尔·斯多布里30%,帕克15%),其优势在于进入市场时间早(如史陶比尔成立于1892年,帕克始于1917年),拥有深厚的技术积累和超过2000项专利,产品经过长期迭代优化,具备更高的良品率、稳定性和密封可靠性,广泛应用于高端数据中心等对安全性要求极高的场景。第二梯队为中国本土头部企业,包括中航光电(市占率15%)、正北连接(10%)和永贵电器(6%),均已实现规模化量产。中航光电隶属于中国航空工业集团,自2008年起研发快换接头,其UQD系列产品被英特尔纳入白皮书推荐,具备500多个系列、35万余种自主研发产品;正北连接专注于高压大电流传输与云计算液冷领域,提供基于OPC标准的高可靠液冷方案,并延伸至冷板和管路生产;永贵电器则从电连接器起家,逐步掌握液冷集成技术,转型为集连接器、冷板与冷却系统于一体的综合供应商。第三梯队包括工业富联、立敏达、英维克等企业,虽具备生产能力,但尚未形成批量出货能力。未来发展趋势显示,国产替代正在加速,得益于本土厂商在供货周期短、定制化响应快和价格优势显著(进口产品价格为国产的5-10倍)等方面的竞争力。同时,面对下游客户每年5%-10%的价格下降压力,中游企业利润空间压缩,促使行业向提供综合性液冷解决方案转型,涵盖液冷连接器、冷板、管路、CDU乃至整套冷却系统的集成供应,具备全产业链布局能力的企业将在未来市场中占据更稳固地位。

Q:中游液冷连接器制造商面临哪些主要市场压力?为提升竞争力采取了哪些具体措施?

A:中游液冷连接器制造商面临的主要市场压力来自下游客户的强势议价能力。下游客户基于大规模采购需求,每年要求液冷连接器价格下降5%至10%,同时因对产品高可靠性的严格要求,强制制造商签订风险协议,导致制造商在价格谈判中处于被动地位,溢价能力受限。为应对这些挑战,中游企业从三个方面系统性地提升自身竞争力。首先,在端优化产品结构,采用更简化的液冷连接器方案,以降低研发复杂度和生产成本。其次,在采购环节扩大原材料供应商范围,并引入竞标和集中竞价等采购模式,有效压降原材料采购成本。最后,在生产制造端大力推进自动化进程,提升装配自动化率,减少对手工装配的依赖,从而降低人工成本、提高生产效率和产品一致性。通过这三项举措,制造商能够在不牺牲产品质量的前提下,实现成本的有效管控,满足客户的价格预期,增强市场响应能力和整体竞争实力,进而在高度竞争的液冷连接器市场中维持稳定发展。

Q:中航光电在液冷连接器领域的技术积累、产品布局及市场表现如何?

A:中航光电在液冷连接器领域具备深厚的技术积累和领先的行业地位。公司自2008年起组建专业团队研发快换接头,2009年申请相关发明专利,2014年率先为大型超算数据中心提供液冷散热整体解决方案,标志着其技术能力获得高端市场认可。2019年,其UQD产品与Parker、CPC、Staubli等国际巨头一同被纳入Intel白皮书,成为唯一入选该白皮书的中国液冷厂商,彰显其技术水平已达到国际先进标准。2020年,公司为中国空间站独家配套快换接头,获央视报道,进一步确立其在高端应用领域的权威性。2023年,与中国移动院合作共建河南省液体冷却技术工程研究中心,强化产学研协同能力。公司共主编25项流体连接器国家军用标准,拥有70余项液冷相关专利,其中发明专利达56项,21项科技成果荣获航空工业科技奖和河南省国防科技奖。产品体系丰富,涵盖TSA卡口式、TSN三扣槽锁紧式、TSC推拉式、TQC卡箍式等紧锁式连接器,以及TSF镜像浮动式、TSD大镜像浮动式等盲插式产品,广泛应用于防务、数据中心、轨道交通、超算和储能等领域。产业链纵向(更多实时纪要加微信:aileesir)延伸优势显著,产品覆盖流体连接器、传输管路、液冷机箱、液冷板、液冷源、传感器、微特电机、风机等全链条组件。近年来,液冷解决方案及相关产品营收持续增长,从2021年的8.4亿元攀升至2023年的14.3亿元,展现出强劲的市场拓展能力和业务成长潜力。

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