民生证券液冷散热深度报告指出，算力需求持续增长带动芯片热设计功耗攀升，英伟达GB200整机功耗高达2700W，传统风冷已难以满足散热需求。液冷技术凭借更高的换热效率和更低的PUE值，逐步成为AI数据中心的标配。本文基于民生证券研报，深入分析液冷散热市场的增长逻辑与空间测算。
算力爆发驱动散热需求快速提升
人工智能对算力的需求呈指数级增长。OpenAI的GPT参数量从2018年的1.17亿增长到GPT-3的1750亿，预训练数据量达45TB。ChatGPT总算力消耗约3640PF-days。2023年全球算力规模达1397EFlops，预计未来5年仍以超50%增速增长，2030年将达16ZFlops。
算力提升主要通过半导体工艺增加晶体管密度实现，导致芯片热设计功耗持续攀升。英伟达H100 TDP 700W，B200升至1000W，GB200整机功耗高达2700W。芯片散热密度已突破风冷物理极限（每平方毫米约1W），需要更高效的散热方案支持。
PUE政策导向明确，液冷深度受益
PUE（Power Usage Effectiveness）是衡量数据中心能源效率的核心指标。传统风冷PUE值基本在1.5-1.6，液冷可将PUE做到1.2甚至更低。政策要求到2025年全国新建大型、超大型数据中心平均PUE降到1.3以下，国家枢纽节点降到1.25以下。
“东数西算”工程10个数据中心集群均明确PUE目标。张家口、成渝、长三角、粤港澳集群要求PUE控制在1.25以内，内蒙古、贵州、甘肃、宁夏集群要求PUE控制在1.2以下。液冷技术路径是满足政策要求的核心解决方案，应用需求有望快速提升。
液冷方案对比——冷板式占80-90%
冷板式液冷凭借初始投资中等、运维简单、兼容性强等优势，当前市场占比80%-90%。液冷系统主要包括液冷服务器、液冷机柜、Manifold（分水管）、PDU（电源分配单元）和CDU（冷液分配装置）。冷板式方案对服务器结构改动需求小，从传统风冷过渡平滑。
浸没式液冷PUE收益最高（1.05-1.09），但初始投资高、运维复杂、兼容性差。喷淋式方案初始投资较高，应用案例较少。IDC预计2023至2028年中国液冷服务器市场年复合增长率达47.6%，2028年市场规模将增至102亿美元。
AI服务器液冷市场空间测算
据测算，AI服务器液冷市场2023-2025年规模分别为66.87/81.29/106.12亿元。冷板式方案从2023年24.88亿元增至2025年35.37亿元，浸没式方案从41.99亿元增至70.75亿元。AI服务器出货量从2022年14.5万台增至2025年19.5万台，单台平均功率从6kW增至10.4kW，2022-2025年液冷市场年复合增长率21.50%。
全球AI服务器液冷市场规模测算（亿元）| 年份 | 冷板式方案 | 浸没式方案 | 合计 | 同比增速 |
|---|
| 2022 | 22.62 | 36.54 | 59.16 | — |
| 2023E | 24.88 | 41.99 | 66.87 | 13.04% |
| 2024E | 28.64 | 52.66 | 81.29 | 21.56% |
| 2025E | 35.37 | 70.75 | 106.12 | 30.54% |
