液冷数据中心的现状

规模和增长逻辑如何？

产业现状：在我国高密度数据中心市场拥有更高增速，2021年30kW以上规模增速达31%

数据中心基础设施的发展依托于数据中心的发展。数据中心发展经历了三个发展阶段。第一阶段：第一代数据机房出现并发展，由于计算机以电子管和晶体管为主，体积大、散热需求高，催生精密机房专业空调等专业设备的出现。第二阶段：集成电路迅速发展，进入微型计算机时代，数据机房形态向中小型发展。第三阶段：互联网的兴起，5G、工业互联网、人工智能、云计算、大数据等技术和新应用的快 速发展催生数据处理和储存的需求，数据机房逐渐向数据中心新形态演变。

全球视角。2020 年全球功率超过 10kW/柜的机架占比达到近 30%。全球计算机算力日益增长，数据中心功率密度相应提升、平均机架功率也随之不断提升，根据 Uptime Institute Intelligence 数据，2020 年全球 5-9kW/柜的机架占比最多，功率超过 10kW/柜的机架占比达到近 30%，单机架功率的提升与高密度服务器规模部署和应用具备较强相关性。当前，Intel、IBM、华为、浪潮、曙光等厂商陆续加速推进高密度服务器的产品设计与市场布局。全球数据中心市场以 10%的 CAGR 稳定增长。全球数据中心市场规模由 2017 年的 465.5 亿美元逐步增长至 2021 年的 679.3 亿美元，市场增速保持在 10%左右， 据中国信通院预测，2022 年全球规模有望接近 750 亿美元。

市场空间：预计2025年我国液冷数据中心基础设施市场规模达245亿元

预计 2025 年中国液冷数据中心基础设施市场规模可达 245.3 亿元。近年来，随着液冷数据中心技术设施商业化进程加快，以及市场需求高涨，液冷数据中心及基础设施市场规模将保持持续增长。据赛迪顾问预测，中国液冷数据中心市场规模预计由2019 年的 260.9 亿元增长至 2025 年的 1283.2 亿元，中国液冷数据中心基础设施市场规模预计由 2019 年的 64.7 亿元增长至 2025 年的 245.3 亿元。


细分市场来看，预计浸没式液冷数据中心基础设施占比会持续扩大。2019 年， 冷板式液冷数据中心基础设施和浸没式液冷数据中心基础设施占比分别为82%、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，可以更有效降低数据中心 PUE，未来浸没式液冷数据中心基础设施将会占据更多市场。据赛迪顾问预测，2025 年，浸没式液冷数据中心基础设施占比预期提升至 41%。

· 竞争格局

国外尚未形成龙头

国内液冷厂商领跑技术前沿

国外尚未形成龙头厂商，国内企业具有先发优势。液冷技术作为高新技术，覆盖多学科、多领域，技术壁垒高，目前国内外数据中心基础设施厂商液冷技术普及率尚较低，掌握该技术的企业较少。国际市场中，主要厂商在液冷技术和产品方面还处于实验或初步应用阶段，市场中尚未形成较强龙头，市场竞争格局未定，且由于中国数据安全保护政策，国外厂商产品进入中国较为困难。国内市场中，部分企业经过多年的技术积累和沉淀，已经展现出较为明显的技术优势和市场先发优势， 未来行业内将会形成龙头厂商占据主要市场份额的竞争格局。

在高密度数据中心领域，曙光数创是国内最早实现冷板式液冷和浸没相变液冷 技术大规模商用化部署的公司之一，阿里巴巴目前也已实现浸没单相液冷产品的部署；华为、浪潮目前实现商用的主要以冷板产品为主；广东合一、中国长城当前以喷淋式液冷产品为主。

· 曙光数创

浸没相变液冷领军企业

背靠国产算力龙头中科曙光

在数据中心基础设施产品方面，曙光数创自2011年即确立了冷板和浸没两个液冷技术路线，并相继研发形成了冷板液冷数据中心基础设施产品-C7000 系列和浸没 相变液冷数据中心基础设施产品-C8000 系列。截至 2022 年 7 月 31 日，公司已取得 91 项专利和 27 项软件著作权，其中发明专利 31 项。冷板液冷数据中心基础设施产品-C7000 系列：国内首款量产的冷板液冷数据中 心基础设施产品及服务器冷板散热套件，采用风冷和液冷混合散热模式-服务器主要 热源 CPU 利用液冷冷板进行冷却，其他热源仍采用风冷方式进行冷却，可使得数据 中心 PUE 降至 1.2 以下，可以使得服务器满载运行 CPU 温度不高于 60℃，比风冷降低约 30℃。截止 2022 年，冷板产品已经迭代至第四代产品。


浸没相变液冷数据中心基础设施产品-C8000 系列：公司于 2019 年首次实现 C8000 产品在国家级重大科研装置大规模部署，意味着数据中心行业全浸式液体相变冷却技术在全球范围内首次实现了大规模产品转化和部署。该系列产品具有高密度换热能力，最高可达到 420kW；机柜最大设计功耗大于 200kW，远超传统数据中心单机柜设计功耗；采用强化沸腾封装的方式，换热区域采用高密翅片来强化沸腾界面的沸腾换热，最高可实现 100W/ c ㎡以上的散热密度。目前 C8000 系列产品应用于多个国家重大科研装置，累计建设规模超过 200MW。

浸没式液冷产品业务规模逐年增长，毛利率维持高位。从收入结构来看， 2019-2021 年，公司 C8000 系列产品销售规模呈上升趋势，至 2021 年浸没式液冷产 品创收 3.33 亿元，占总营收的 82%。自 2020 年以后，公司 C8000 全浸式液冷系统 的毛利率始终维持在 40%以上的较高水平。公司下游客户主要为数据中心整体集成 商和数据中心最终使用方，前两大客户信息并未披露。

· 浪潮信息

发布全栈液冷产品

天池投产实现了业界首次冷板式液

冷整机柜大批量交付 2022 年，浪潮将“All In 液冷”纳入公司发展战略中，全栈布局液冷，实现服 务器全产品线支撑液冷，并进一步升级液冷智算中心解决方案，实现数据中心 PUE

浪潮信息液冷产品和解决方案已经在互联网、金融、教科研等领域得到广泛应用。如，浪潮信息与京东云联合推出天枢（ORS3000S）液冷整机柜服务器，已经在 京东云数据中心实现规模化部署，为京东 618、双十一、虎年央视春晚红包互动等提供了基础算力保障，性能提升 34%-56%，助力京东云数据中心降低 PUE，实现低碳节能。



· 华为

FusionServer Pro布局冷板全液冷系统

应用于数据中心高功耗密度服务器机柜部署场景

2019 年，华为发布 FusionServer Pro 全液冷系统解决方案，该智能服务器使用冷板式液冷，是面向IT设备高密部署，减少 TCO 投入，绿色节能，并有效提升运 算效率的制冷解决方案，可以广泛应用于大学、公有云、企业等的计算业务。该方案采用密闭式全液冷机柜设计，全部的热量均由液冷带走，机房无需部署 IT 设备制冷空调。

应用在数据中心高功耗密度服务器机柜部署场景时，全液冷系统可以独立提供服务器在机房的散热，单个机柜可以集成 3 个 E9000，单个 E9000 最多支持 16 个2P液冷计算节点。单个机柜最大支持 65KW 散热能力，解决采用传统风冷空调制冷部署困难的问题。且全液冷系统最高支持 32℃供水温度，支持自然冷却，冷却 PUE 可 最低至 1.05，高能效属性明显。当前，华为全液冷系统的应用产品包括 FusionServer Pro E9000 融合架构刀片服务器、华为 FusionServer Pro X6000 高密度服务器等。

· 阿里云

推出业内首款单相浸没液冷解决方案

实现创新散热技术与IT系统的完美融合
2021 年 12 月 22 日，阿里云正式向业界发布行业首款单相浸没液冷解决方案—磐久 Immersion DC 1000，将绿色液冷技术与极致算力平台结合，实现基础设施散热能力和服务器、网络设备高效融合并整体交付，整体能耗可下降 34.6%，助力低碳绿色数据中心构建。

区别于业界其他液冷解决方案，磐久 Immersion DC 1000 可同时实现高能效与高可靠性，数据中心整体可靠性等级接近 T4（相当于国标 A 级）。液冷 AI 一体机可支 持最大 40P Flops 算力并提供机柜间高达 25.6T 的 AI 互联网络带宽能力；液冷存储 一体机可支持 3.4P 的超大存储能力。与传统数据中心散热产品多聚焦在基础设施风火水电不同，磐久液冷 Immersion DC 1000 系列最核心的是将基础设施散热能力和服务器设备、网络设备进行高效整合并融合在一起进行整体交付，且不受地域影响可在全球任何气象区域部署并可轻松实现极致 PUE1.09。



· 英维克

Coolinside全链条液冷解决方案

在超高算力场景完成商用
英维克的 Coolinside 全链条液冷解决方案，采用端到端全链条自主技术，不但高效节能，能够充分满足服务器高热密度散热需求，而且全面系统地实现一站式服务，打破国外技术壁垒，使大规模应用成为现实。目前，英维克全链条液冷解决方案已实现单机柜 200kW 批量应用，完全液冷的冷板方案刷新最高热密度，并在超高算力场景完成商用。此外，英维克还有 Coolinside 浸没式液冷解决方案，主要针对高热密度、高功耗、安全兼容性等深入设计，以绝缘冷却液（可选：氟化液、矿物油、硅油）作为载冷剂对服务器进行直接冷却。

· 宁畅

中国区GPU以及加速服务器市场前二

携手NVIDIA推出业内首个全系统定制液冷方案
2022 年年初，宁畅通过采用 NVIDIA 液冷 HGX A100 NVLink 平台，推出 X660 G45 LP 新系列液冷服务器，是业内首个全系统定制液冷方案。根据 IDC 发布的《2021 下半年度（H2）中国加速计算服务器市场分析报告》，宁畅位列中国区 GPU 以及加 速服务器市场第二名，核心团队在服务器领域有 15 年的相关经验，目前已取得了30余项液冷技术专利。宁畅的液冷服务器目前已经在北京、南京、哈尔滨、成都等城市部署了数万台。宁畅全系统定制液冷方案，可使 PUE 值降低至 1.2 以下，在散热方面，宁畅液冷服务器单芯片散热最高可达500W，同时单机柜功率密度得到极大提升，节省空间达 80%，噪音低于 50 分贝。

在国际权威 AI 性能测试 ML Perf 中，宁畅的服务器在 MASK R-CNN 和 U-Net3D 两项 AI 场景测试中，连续两年获得世界第一。除了 ML Perf 测试，宁畅的 R620 G40 服务器通过了 TPCx-AI 基准测试验证，这是国内首例。此前，R620 G40 服务器也在 SPEC（国际标准性能评测组织）的多个基准测试中获得 9 项世界第一。