AI基建熱潮下又一超級(jí)賽道浮出水面

郭勇

AI基建下又一超級(jí)賽道

AI的快速發(fā)展對(duì)于算力的需求和耗電量的提高，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心規(guī)模擴(kuò)大、功率提高，使得液冷溫控技術(shù)成為發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)而冷卻液產(chǎn)品需求增加。另外，隨著國(guó)家“雙碳”政策的部署落實(shí)，嚴(yán)格的PUE值限定，其中“東數(shù)西算”工程要求張家口、韶關(guān)、長(zhǎng)三角、蕪湖、天府、重慶集群的PUE（電能利用效率）在1.25以下，和林格爾、貴安、中衛(wèi)、慶陽(yáng)集群的PUE在1.2以下。使得大部分風(fēng)冷服務(wù)器應(yīng)用的數(shù)據(jù)中心面臨散熱技術(shù)升級(jí)改造或全面的技術(shù)替代，液冷技術(shù)已成為服務(wù)器散熱的必然趨勢(shì)。

根據(jù)賽迪顧問(wèn)的數(shù)據(jù)，以液冷數(shù)據(jù)中心對(duì)傳統(tǒng)市場(chǎng)進(jìn)行替換作為市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算基礎(chǔ)，結(jié)合華為、阿里巴巴和中科曙光對(duì)液冷數(shù)據(jù)中心的替換率調(diào)查，國(guó)信證券預(yù)計(jì)2025年我國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心的市場(chǎng)規(guī)模將破1200億元，2021—2025年均復(fù)合增速25%。

中航證券表示，當(dāng)前AI正處于史上最長(zhǎng)繁榮大周期。據(jù)IDC預(yù)計(jì)，2021—2026年，我國(guó)智能算力規(guī)模年復(fù)合增速達(dá)52.3%，隨之將帶來(lái)數(shù)據(jù)中心單機(jī)功率密度提升與能耗攀升，傳統(tǒng)的風(fēng)冷已無(wú)法滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的散熱需求，液冷技術(shù)重要性進(jìn)一步凸顯。

風(fēng)口上的“液冷”

人工智能的應(yīng)用加速數(shù)據(jù)中心向高密化趨勢(shì)演進(jìn)，導(dǎo)致高性能計(jì)算集群對(duì)于散熱的要求提升。當(dāng)前風(fēng)冷散熱已趨于能力天花板，傳統(tǒng)的空氣冷卻散熱系統(tǒng)已不能完全滿(mǎn)足數(shù)據(jù)中心服務(wù)器散熱需求。液冷散熱將憑借低能耗、高散熱效率、低噪聲等優(yōu)勢(shì)取代風(fēng)冷成為主流。

液冷散熱器通過(guò)液體流動(dòng)與散熱器內(nèi)部表面摩擦帶走大量的熱量而起到散熱作用，與一般的風(fēng)冷散熱器相比，液冷能夠大幅提高降溫效果，目前主要分為間接式/直接式液冷技術(shù)。其中，間接液冷技術(shù)是指服務(wù)器熱源與液冷劑之間沒(méi)有直接接觸的換熱過(guò)程，主要分類(lèi)有冷板式與熱管式；直接液冷技術(shù)是指冷卻劑與電子元器件直接接觸的換熱過(guò)程，主要分類(lèi)有噴霧式、噴淋式、浸沒(méi)式三種。

液冷技術(shù)現(xiàn)主要應(yīng)用在超高算力密度場(chǎng)景，例如雙十一峰值的時(shí)候阿里云采用全球最大液冷數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)器降溫，目前浸泡式液冷使用場(chǎng)景單機(jī)柜密度可以達(dá)到200kW左右，冷板式液冷技術(shù)可達(dá)50～80kW，隨著服務(wù)器算力密度提升以及液冷技術(shù)成本的優(yōu)化，未來(lái)有望得到更廣泛的應(yīng)用。

涌入賽道的科技企業(yè)

相比風(fēng)冷與冷板式液冷技術(shù)，浸沒(méi)式液冷的平均PUE更低，幾乎能夠滿(mǎn)足所有地區(qū)的PUE標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)能耗更低、占地面積更小，對(duì)機(jī)房環(huán)境要求更低，是當(dāng)下算力需求放量后，液冷數(shù)據(jù)中心的首選技術(shù)。根據(jù)賽迪顧問(wèn)保守預(yù)測(cè)，隨著數(shù)據(jù)中心單機(jī)柜功率密度不斷上升，預(yù)計(jì)浸沒(méi)式液冷數(shù)據(jù)中心占比到2025年有望達(dá)41%，其市場(chǎng)空間有望達(dá)100.6億元。實(shí)際在算力驅(qū)動(dòng)高單柜密度數(shù)據(jù)中心建設(shè)放量的情況下，浸沒(méi)式液冷數(shù)據(jù)中心的占比有望加速提升。

海外浸沒(méi)式液冷市場(chǎng)的主要玩家有GRC（美國(guó)）、LiquidStack（美國(guó)）、Midas（美國(guó)）等；冷板式液冷市場(chǎng)主要玩家有CoolITSystems（美國(guó)）、Asetek（丹麥）、Motivair（美國(guó)）等。

谷歌、微軟、英特爾、IBM、HP等公司也已經(jīng)在液冷技術(shù)領(lǐng)域有所布局。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中，部分企業(yè)經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)積累和沉淀，已經(jīng)展現(xiàn)出較為明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)先發(fā)優(yōu)勢(shì)，未來(lái)行業(yè)內(nèi)有望形成龍頭廠(chǎng)商占據(jù)主要市場(chǎng)份額的競(jìng)爭(zhēng)格局。

據(jù)《中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心發(fā)展白皮書(shū)》對(duì)于中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心廠(chǎng)商競(jìng)爭(zhēng)力的研究，基于產(chǎn)品營(yíng)收、市占率、客戶(hù)反饋等指標(biāo)，中科曙光為市場(chǎng)的絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者，浪潮、華為、阿里巴巴、聯(lián)想、英維克、高瀾股份、維諦技術(shù)、廣東合一等緊隨其后。

作為數(shù)據(jù)中心液冷概念龍頭，曙光數(shù)創(chuàng)液冷解決方案最高可讓數(shù)據(jù)中心能耗降低30%。由曙光數(shù)創(chuàng)建設(shè)的國(guó)內(nèi)首個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化液冷數(shù)據(jù)中心，已持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行超2500天。曙光數(shù)創(chuàng)參建的液冷數(shù)據(jù)中心加起來(lái)，一年總節(jié)電量可達(dá)2億度。這些電能可滿(mǎn)足125000個(gè)中國(guó)家庭全年用電需求，為我國(guó)數(shù)字基建貢獻(xiàn)力量的同時(shí)，也充分享受了行業(yè)發(fā)展紅利。曙光數(shù)創(chuàng)前不久發(fā)布的一季報(bào)凸顯行業(yè)熱度。報(bào)告顯示，公司第一季度營(yíng)業(yè)收入為2.48億元，比上年同期增長(zhǎng)7099.03%；歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)為6180萬(wàn)元，較上年同期扭虧為盈。

從行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，受高密度服務(wù)器和GPU功耗增加等需求驅(qū)動(dòng)，疊加液冷成本的逐步可控，未來(lái)風(fēng)冷將被液冷替代。隨著冷卻液的價(jià)格下降，浸沒(méi)式液冷的滲透率或?qū)⑦M(jìn)一步提升。液冷技術(shù)不僅能夠滿(mǎn)足數(shù)據(jù)中心高密度、低能耗的發(fā)展需求，還將大大提升服務(wù)器穩(wěn)定性、效率和使用壽命，對(duì)比風(fēng)冷單機(jī)柜密度提升10倍以上，節(jié)能超過(guò)70%。它將驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，帶來(lái)一場(chǎng)持續(xù)性的變革。