中金：景氣度+算力升級+技術迭代多輪驅動，全球液冷產業鏈有望加速放量

本文來自格隆匯專欄：中金研究，作者：王穎東 曲昊源 等

在海外算力開支持續提升、算力芯片及液冷方案持續迭代升級下，我們看好AIDC液冷板塊有望迎來斜率向上的投資機會；國產液冷鏈有望借新技術窗口期以及決策鏈分散化切入海外配套；此外隨着國產算力芯片突破，我們看好國產液冷鏈的替代機遇。

摘要

AI發展驅動芯片功耗大幅增加，散熱方案向液冷升級。生成式AI浪潮的驅動下，算力需求持續攀升，帶動服務器芯片功耗提升；同時，全球主要國家/地區對IDC能效管控加嚴；數據中心原有的風冷散熱無法支撐高算力密度及能效管控下的散熱需求，散熱技術方案向液冷升級迭代；AIDC液冷架構分為一次側（熱量傳輸過程）和二次側（IT設備冷卻）組成。

景氣度+技術迭代雙輪驅動，液冷產業鏈alpha屬性突顯。海外算力資本開支持續上修，液冷處在高景氣度的通量中；同時英偉達算力芯片持續迭代，功耗提升，驅動液冷技術方案升級迭代，下一代GB300液冷方案在二次側液冷板、UQD、CDU等技術方案上變化較大，一次側在高算力、高能效需求下，我們認為磁懸浮水冷機組應用有望提速。此外，隨着國產算力芯片突破，我們認為液冷在國內市場亦有望迎來加速滲透。

全球液冷市場規模有望超1500億元，冷板、CDU細分市場需求較大。基於Markets and Markets數據，2032年液冷市場規模有望提升至211.4億美元(約合人民幣1517.7億元)，2025-2032 CAGR 33.2%；我們基於英偉達液冷需求測算，液冷板、CDU細分市場需求較大。

液冷決策鏈或從集中逐步走向分散，市場格局仍有變化的可能。全球AIDC液冷市場當前由外資、台系廠商主導；決策鏈目前主要由CSP(終端用户)決定，同時英偉達亦具備較高話語權，但隨着ODM廠商等切入液冷賽道，決策鏈或有分散化的趨勢，疊加技術方案的快速迭代，我們認為液冷市場格局仍有變化的可能。

投資建議：1）看好受益北美算力資本開支上行、有望進入供需偏緊的環節；2）看好受益GB300液冷方案升級的方向、國產廠商有望借新方案切入；3）國產算力突破，把握國產液冷鏈替代機遇。

風險

算力資本開支落地不及預期；新技術量產進展不及預期；市場競爭加劇。

AI發展驅動芯片功耗提升

散熱方案加速向液冷升級

AI發展驅動算力需求提升，芯片功耗大幅增加，帶來更強散熱需求

生成式AI浪潮的驅動下，算力需求持續攀升，服務器芯片功耗不斷提升。從通用服務器到AI算力芯片，其功耗呈現指數級增長態勢。通用服務器 CPU 功耗通常在 200W - 300W 左右，而AI算力芯片功耗大幅提高，以英偉達為例， H100及H200功耗為700W，Blackwell 架構的GB200單芯片最大功耗達1200W，GB300則進一步提升至1400W，帶動整體機櫃功耗從120kW提升至132kW。

圖表：英偉達芯片功耗及性能演進

資料來源：英偉達官網，中金公司研究部

全球數據中心能效管控趨嚴

在全球碳中和趨勢下，主要市場政策對數據中心的電能利用效率（PUE）等指標提出了更嚴格的要求。PUE（Power Usage Effectiveness，電源使用效率）是衡量數據中心能源效率的重要指標，計算公式為PUE=數據中心總能耗/IT設備總能耗，其值越接近1，表明數據中心的綠色節能程度越高：

► 國內：我國《數據中心綠色低碳發展專項計劃》規定，到2025年底，全國數據中心整體上架率不低於60%，PUE降至1.5以下；新建及改擴建大型和超大型數據中心PUE降至1.25以內，且國家樞紐節點數據中心項目PUE<=1.2。

► 美國：美國通過數據中心優化計劃（DCOI）從聯邦層面規範能源消耗，根據DCOI，現有聯邦數據中心需在2025年前達到PUE<=1.5，新建項目需<=1.4，且要求強制安裝數據中心基礎設施管理軟件，實現能耗實時監控。而各州也進一步採取措施，加州對PUE<1.2的數據中心提供「能效税優」，可抵免30%税收。

► 歐洲：自2025年1月起，歐盟所有數據中心必須按照EN50600標準強制測量並公開PUE數據，納入歐盟統一數據庫管理。2026年7月起，現有數據中心需滿足PUE<1.5，2030年進一步降至<1.3；新建數據中心自2026年起PUE需<1.2。

數據中心整體散熱方案向液冷升級

AI發展驅動算力需求提升，帶來芯片、機櫃功率大幅增加，傳統針對芯片級和機櫃級的風冷方案逐步不適用，需要升級為液冷：

► 芯片級：傳統的散熱方式主要以風冷為主，例如熱管、均熱板（VC、3DVC）等。這些技術通過空氣流動帶走熱量，但由於空氣的熱傳導效率較低，傳統風冷散熱技術通常只能有效支撐功耗在1000W以下的芯片。隨着數據中心算力需求的不斷提高，高耗能芯片的散熱問題變得愈發嚴峻，例如英偉達GB200功耗達到1200W、GB300功耗則進一步提升至1400W，傳統風冷技術散熱方案無法支撐散熱需求。

圖表：芯片級散熱方案對比

資料來源：ODCC《冷板液冷服務器設計白皮書》，2023，中金公司研究部

► 機櫃級：傳統機房採用房間級製冷、地板精確送風和冷熱通道隔離技術，可解決單機架4-6kW散熱問題。但在傳統機房增加高密度機櫃，採用傳統空調會出現：1）原有空調難滿足新增高功耗設備需求；2）機房環境温度控制不佳、存在局部熱點；3）高功耗設備需大量排風，空調風量增加，受架空地板高度限制，系統阻力和能耗上升等問題。隨着算力芯片功耗提升、亦帶來整櫃級功率增加，如英偉達GB200、GB300 NVL72機櫃功耗高達120kW、132kW，傳統機櫃級別風冷散熱達到瓶頸，亦需要迭代為液冷。

圖表：機櫃級散熱方案與功率的關係

資料來源：維諦技術官網，中金公司研究部

數據中心液冷架構分為一次側（熱量傳輸過程）和二次側（IT設備冷卻），從工作流程看：

► 一次側：一次側包含室外冷源（冷機/冷卻塔/乾冷器）和一次側冷卻液，室外冷源可選擇開式/閉式冷卻塔、乾式冷卻器等；一次側冷卻液常用去離子水、乙二醇水溶液等，並配合相應化學藥劑使用。當二次側的熱量傳遞到一次側后，一次側冷卻液攜帶熱量流經室外冷源，通過冷源將熱量釋放到大氣中，降温后的冷卻液再回流至 CDU，繼續接收二次側傳遞的熱量，形成完整的散熱循環，確保數據中心的熱量能夠持續有效地排出。

► 二次側：在數據中心液冷散熱系統中，二次側主要對 IT 設備進行冷卻，工作圍繞吸收設備熱量並將熱量傳遞給一次側展開。二次側包含冷量分配單元（CDU）、液冷機櫃及內部的液冷組件等關鍵組成，冷卻液在機櫃內與發熱器件直接或間接接觸，如冷板式液冷中冷卻液通過液冷板間接吸收芯片熱量，浸沒式液冷中冷卻液直接包裹發熱元件，之后吸收熱量的高温冷卻液通過 CDU 內的換熱器，將熱量傳遞給一次側冷卻液，自身降温后再次循環回到液冷設備中，繼續完成散熱。

圖表：數據中心液冷架構工作流程圖

資料來源：嚴勁等《數據中心液冷散熱技術及應用》，2024，中金公司研究部

景氣度+技術迭代雙輪驅動

液冷產業鏈alpha屬性突顯

景氣度：當前液冷需求主要由海外市場主導，海外雲廠商持續上修資本開支

由於國內受英偉達高算力芯片供應限制，目前液冷需求主要由海外市場主導；海外雲廠商作為支撐AI應用的關鍵載體，資本開支（CAPEX）直接決定了算力供給與技術落地的進程。基於Bloomberg一致預期，2025-2026年海外TOP5雲廠商有望達3424億美元和4055億美元，分別同比增長51.03%和18.42%。而從2Q25已披露業績的雲廠商反饋，AI投入持續擴大。

圖表：中美主要雲廠商資本支出

資料來源：Bloomberg，中金公司研究部

技術方案：從英偉達GB200到GB300，液冷方案再升級

英偉達從GB200開始採用液冷方案、單顆芯片功耗達1200W；在2025年3月GTC大會上，英偉達發佈了新一代AI芯片Blackwell Ultra(GB300)，在推理性能、顯存與帶寬、計算能力等方面實現了多項突破性升級，單顆芯片功耗達1400W，相應的對液冷方案進行了升級：

二次側：變化點主要在液冷散熱模組和CDU

液冷散熱模組：GB300冷板、UQD、管路用量均有較明顯提升

► GB200液冷散熱模組：採用「整塊冷板」思路一塊大尺寸液冷板橫向覆蓋CPU與兩塊 GPU，每個計算托盤只需6對標準快接頭（UQD）和兩根總管即可把冷液送到冷板、經 Manifold迴流CDU；管路稀疏、接頭尺寸大，維護時需整塊托盤抽出，屬於「集中散熱」設計。多個冷板迴路經由冷管匯集成一個整體迴路，最終連接至機箱外殼。

► GB300液冷散熱模組：改為「獨立冷板」方案。每顆GPU獨享一片微通道冷板，冷板數量翻倍、冷管線密度提升30%，單個托盤快接頭提升至14對；同時快接頭換用直徑僅8 mm的UQD03，支持盲插與熱插拔；獨立冷板設計實現芯片級精準散熱，但因尺寸變小(如UQD尺寸較GB200縮小至1/3)以及連接點位增多帶來潛在漏液概率提升，GB300液冷方案對液冷板、UQD製造工藝複雜性提升，包括加工精度、密封性能、組裝精度等，對可靠性的認證亦更嚴苛，如針對UQD需要加速插拔、材質可靠性認證，測試周期長達數百乃至上千小時。

圖表：英偉達GB200和GB300液冷散熱模組方案對比

資料來源：Computex Taipei 2024，CoolIT官網，中金公司研究部

CDU：由Liquid to Air（L2A）轉向Liquid to Liquid（L2L）

► GB200 CDU普遍採用L2A方案，通常採用邊車(sidecar)的配置，CDU主要由泵、熱交換器、過濾系統和用於執行這些功能的控制設備組成。其工作流程為：CDU中的泵將冷卻液送入分水器，隨后分配至每個服務器托盤的液冷板中，吸收GPU、CPU及NV Link產生的熱量，再通過管路返回CDU。在CDU中，熱交換器利用風扇將熱量散發至數據中心機房，機房空調再進一步將熱量排出。

► GB300 CDU將切換為Liquid to Liquid方案。L2L使用釺焊板式換熱器取代L2A的散熱器，冷卻液吸收IT設備內的熱量后進入CDU，熱水在板式熱交換器的"二次側"與數據中心提供的冷水在中間不鏽鋼板片間進行熱交換，熱能被傳遞到"一次側 "，最終熱水被送至冷卻塔進行冷卻。

相比於L2A，L2L的冷卻能力更強、功耗小，帶來更優的PUE表現；但L2L需要額外增加基建，比如佈局管道和水設施，部署效率較L2A低；L2A則可以直接利用現有基礎設施部署。

圖表：L2A與L2L對比

資料來源：英偉達官網，中金公司研究部

一次測：磁懸浮壓縮機滲透率有望提升

壓縮機是冷水機組的核心部件，通過壓縮製冷劑，使其在蒸發器中吸收設備熱量，在冷凝器中釋放熱量，實現製冷循環；且壓縮機性能直接影響數據中心PUE，並保障系統穩定性。壓縮機按技術原理分為螺桿式、離心式、磁懸浮式。目前數據中心以螺桿式、離心式為主，但隨着GB300機櫃算力提升帶來高密度散熱和能效管理需求，我們預計磁懸浮壓縮機滲透率有望加速提升：

► 磁懸浮壓縮機與螺桿式相比，主要區別在於軸承不同，從原來的油軸承換為磁軸承，這使得其無油無摩擦，噪音低、壽命高，效率高同時保持低能耗。磁懸浮壓縮機壁壘較高，核心在磁軸承研發及製造，以及磁軸承控制、磁軸承運行時需時刻保持高頻對中。

► 維諦積極推廣磁懸浮冷水機組產品。根據維諦技術磁浮產品性能數據，較傳統有油系統節能45-50%，並且避免了傳統機組因油垢堆積導致的換熱下降，整機性能衰減低至2%，遠優於傳統機組30%的衰減水平。全生命周期壽命有效延長10 年，設備高效運行25年+。同時，由於油濾檢查清洗、油泵檢測、冷凍油更換等繁瑣維護項目簡化，運維成本降70%[1]。

圖表：不同水冷機組壓縮機方案對比

資料來源：漢中精機官網，維諦技術官網，中金公司研究部

算力持續迭代有望驅動液冷技術進一步升級

芯片算力仍然在持續迭代中，英偉達下一代算力芯片Rubin功耗有望提升到1.8kw，帶來更強的散熱需求，我們預計液冷技術路線或將進一步升級迭代：

兩相式冷板液冷：

當前數據中心液冷多采用單相式冷板液冷技術，但當芯片功率在進一步提升1500-2000W時，單相冷板散熱或將達到瓶頸、從而催化兩相冷板需求[2]。單相冷板採用沸點較高的水基冷卻液，換熱過程不發生相變，而兩相式冷板利用工作氣流在氣液兩相之間的相變來實現熱傳遞。兩相冷板式液冷工作時，液泵將冷卻液送至冷板內，冷卻液吸收芯片熱量后，由液態蒸發為氣態。之后冷凝系統會將氣態冷卻液重新變回液態，使其能被液泵再次送入冷板，開始下一輪循環。

兩相式冷板技術利用相變潛熱，在相同體積和流量下能帶走更多熱量、綜合散熱效率更高，適合高算力密度設備散熱需求，但技術複雜度和成本也相對較高。

圖表：單相和亮相冷板式差異點

資料來源：億儲電氣公眾號，嚴勁等《數據中心液冷散熱技術及應用》，2024，中金公司研究部

浸沒式液冷：

浸沒式液冷通過將服務器元器件完全浸沒在冷卻液中實現散熱，適合更高功率密度場景的散熱。浸沒式液冷根據冷卻液是否發生相變，分為單相浸沒和兩相浸沒：

► 單相浸沒式液冷：在單相浸沒式液冷系統里，CDU 循環泵驅動二次側低温冷卻液從浸沒腔體底部流入，當流經豎插在浸沒腔體中的 IT 設備時，吸收發熱器件散發的熱量。吸收熱量后的二次側冷卻液温度升高，隨即從浸沒腔體頂部出口流出，返回 CDU。在 CDU 內部，通過板式換熱器，二次側冷卻液將吸收的熱量傳遞給一次側冷卻液。一次側冷卻液吸熱升溫后，藉助外部冷卻裝置，如冷卻塔，把熱量排放至大氣環境，從而完成整個冷卻循環過程 。

► 雙相浸沒式液冷：雙相浸沒式液冷區別於單相浸沒式液冷之處在於冷卻液會發生相變。兩者傳熱路徑相似，主要差異在於二次側冷卻液僅在浸沒腔體內部循環，浸沒腔體內頂部為氣態區、底部為液態區；IT設備完全浸沒在低沸點的液態冷卻液當中，在吸收設備熱量后，冷卻液發生沸騰，汽化產生的高温氣態冷卻液密度較小，將匯聚到浸沒腔體頂部，與安裝在頂部的冷凝器換熱后重新冷凝為低温液態冷卻液，由重力作用迴流至腔體內部，實現對設備散熱。

長期來看，浸沒式液冷在散熱效率、單機櫃功率以及空間利用率等方面相較於冷板式液冷具有明顯的優勢。

圖表：單相、雙相浸沒式液冷對比

資料來源：嚴勁等《數據中心液冷散熱技術及應用》，2024，中金公司研究部

國內算力芯片升級

液冷有望提速

國產算力芯片逐步推出，功耗提升，有望帶來液冷提速

算力時代已至，國產算力芯片算力功耗同步，有望帶來液冷提速。2019年起，國家密集出臺政策（如 「東數西算」 工程相關意見），首次將 「算力」 納入國家戰略要素，明確2025年全國算力供給目標突破 45 EFLOPS；疊加地緣政治/貿易摩擦風險增加，國產算力芯片廠商加速自主研發算力芯片，我們認為有望帶動液冷技術加速應用。

圖表：國產算力芯片主要廠商及產品性能指標

資料來源：各公司官網，中金公司研究部

國產服務器廠商逐步推出液冷服務器產品方案，液冷散熱有望進一步滲透國內市場。從產業佈局來看，主流服務器製造商自2022 年起陸續建成冷板液冷服務器標準化規模產線，頭部廠商均已明確液冷戰略，為液冷技術產業化提供支撐。市場競爭格局方面，液冷服務器領域呈現穩定態勢。由於現有服務器廠商佈局液冷服務器的技術門檻不高，市場競爭主要集中在現有廠商之間。據IDC數據，2022年中國液冷服務器市場規模達到10.1億美元，同比增長189.9％。

液冷產業鏈當前由外資、台系廠商主導，但格局尚未定型

液冷產業鏈圖譜

AIDC液冷產業鏈環節較多，各個環節的供需關係、產業結構特點亦不同。一次側主要包括水冷機組及其核心部件壓縮機、乾冷器等；二次側包括CDU、Manifold、冷卻管路、快速接頭UQD、液冷板等。

圖表：液冷產業鏈圖譜

資料來源：Flex官網，TrendForce，各公司官網，中金公司研究部

液冷產業鏈市場格局：當前由外資、台系廠商主導

基於QY research數據，全球數據中心液冷需求集中在亞洲和北美，2023年佔比約37%/31%；從產品類型看，冷板式液冷為主流技術方案、2023年佔比約63%。從供應格局看，2023年全球數據中心主要液冷技術提供商包括維諦技術、世圖茲、Midas Immersion Cooling、德國威圖、深圳市英維克、CoolIT、施耐德電器等，CR5佔比約40%，單一企業份額不超過15%，由於液冷技術方案相對偏定製化，整體市場偏分散、集中度偏低。

圖表：全球液冷技術提供商市場格局(2023年)

資料來源：QY research，中金公司研究部

細分到液冷產業鏈各環節看，目前各環節份額主要由外資廠商及台系廠商主導，國內廠商目前佔比較小或處在導入階段。

圖表：各細分環節份額梳理(截至2024年12月)

資料來源：英偉達官網，QY research，各公司官網，中金公司研究部

決策鏈：從集中逐步走向分散化

因液冷組件不同產品技術、工藝等差異較大，不同廠商在不同產品上各有專長，因此下游客户對液冷組件傾向於分部件採購。從決策鏈看，此前液冷組件Tier1供應商的選擇需要主要由CSP(終端用户)決定，同時英偉達亦具備較高話語權，但隨着ODM廠商等切入液冷賽道，決策鏈逐步分散化：

► CSP(終端用户)：通常液冷技術方案的設計、定型和供應商的選擇均由終端雲廠商如谷歌、微軟、亞馬遜等決定，部分CSP廠商亦會自主設計液冷解決方案和部件，以實現差異化、提升附加值。但考慮到使用風險，終端用户通常會參考英偉達的供應商推薦名錄。

► 英偉達：液冷散熱的核心在芯片和機櫃，因此英偉達亦會自己定義液冷方案及供應商，一方面供採用英偉達算力芯片的終端用户參考，另一方面供自己的AI工廠使用；對於英偉達自身的AI工廠，英偉達對液冷方案及供應商具備最終的決策權。

► ODM：ODM廠商如富士康、鴻海逐步開始自主開發設計液冷方案，一方面出於供應鏈安全保障，以防止存量供應商因產能或者質量問題無法滿足交付，另一方面提升溢價，並通過自主設計形成差異化競爭優勢；相應ODM廠商亦將培養自身的液冷供應鏈。

綜上，我們認為當前AIDC液冷處在1-10放量的初期階段，技術方案在快速優化和迭代、供應鏈在研發轉大規模量產可靠性驗證的過程；同時疊加ODM等廠商加入決策鏈，我們認為當前AIDC液冷產業鏈格局尚未固化，仍存在調整的可能性。

市場空間：預計2032年全球液冷市場規模有望超1500億元

根據Markets and Markets數據，2024年全球數據中心液冷市場空間約19.6億美元(約合人民幣140.7億元，基於2025年8月4日匯率1美元=7.1791元，下同)，預計2025年全球數據中心液冷市場有望達28.4億美元(約合人民幣203.9億元)、同比高增44.9%，並預計至2032年液冷市場規模有望提升至211.4億美元(約合人民幣1517.7億元)，2025-2032 CAGR 33.2%。液冷市場主要的驅動來自AI、雲計算、高性能計算發展，帶動高密度算力計算需求，驅動數據中心轉向散熱效率更高的液冷方案。

圖表：全球數據中心液冷市場空間

資料來源：Markets and Markets，中金公司研究部

細分環節看，我們基於英偉達GB200/GB300NVL72機櫃出貨以及各細分環節的量價假設，測算英偉達液冷需求空間；我們算得液冷板、UQD、manifold、CDU 2025年需求分別為59.0億元、37.0億元、12.9億元、90.3億元；2026年需求分別為115.7億元、65.9億元、18.8億元、124.9億元。從市場規模看，冷板和CDU的空間較大。

圖表：英偉達液冷需求測算

資料來源：英偉達公司公告，思泉新材公司公告，川環科技公司公告等，中金公司研究部

風險提示

► 算力資本開支落地不及預期：目前各家雲計算廠商給出了較為積極的資本開支計劃且數據中心的投建也動作頻頻，但若最終算力資本開支的落地不及預期則會導致需求端出現較大波動。

► 新技術量產進展不及預期：GB300液冷方案較GB200變化較大，較多部件需要重新選型或開發，若供應鏈無法按期實現量產，將影響GB300出貨，最終影響產業鏈業績釋放。

► 市場競爭加劇：液冷產業鏈目前格局尚未完全穩固，各環節持續有新廠商切入，下游ODM、雲廠商亦有自研趨勢，若市場競爭加劇，將導致產業鏈盈利下滑。

本文摘自中金公司2025年8月6日已經發布的《AI「探電」(八)：景氣度+算力升級+技術迭代多輪驅動，全球液冷產業鏈有望加速放量》

王穎東 分析員 SAC 執證編號：S0080522090002

曲昊源 分析員 SAC 執證編號：S0080523060004 SFC CE Ref：BSW232

王梓琳 分析員 SAC 執證編號：S0080523080005

江鵬 分析員 SAC 執證編號：S0080523080006

季楓 分析員 SAC 執證編號：S0080523060017 SFC CE Ref：BWD098