AI基建熱潮下又一超級賽道浮出水面

郭勇

AI基建下又一超級賽道

AI的快速發(fā)展對于算力的需求和耗電量的提高，推動數(shù)據(jù)中心規(guī)模擴大、功率提高，使得液冷溫控技術(shù)成為發(fā)展趨勢，進而冷卻液產(chǎn)品需求增加。另外，隨著國家“雙碳”政策的部署落實，嚴格的PUE值限定，其中“東數(shù)西算”工程要求張家口、韶關(guān)、長三角、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。

根據(jù)賽迪顧問的數(shù)據(jù)，以液冷數(shù)據(jù)中心對傳統(tǒng)市場進行替換作為市場規(guī)模測算基礎(chǔ)，結(jié)合華為、阿里巴巴和中科曙光對液冷數(shù)據(jù)中心的替換率調(diào)查，國信證券預(yù)計2025年我國液冷數(shù)據(jù)中心的市場規(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正處于史上最長繁榮大周期。據(jù)IDC預(yù)計，2021—2026年，我國智能算力規(guī)模年復(fù)合增速達52.3%，隨之將帶來數(shù)據(jù)中心單機功率密度提升與能耗攀升，傳統(tǒng)的風(fēng)冷已無法滿足日益增長的散熱需求，液冷技術(shù)重要性進一步凸顯。

風(fēng)口上的“液冷”

人工智能的應(yīng)用加速數(shù)據(jù)中心向高密化趨勢演進，導(dǎo)致高性能計算集群對于散熱的要求提升。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)勢取代風(fēng)冷成為主流。

液冷散熱器通過液體流動與散熱器內(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有直接接觸的換熱過程，主要分類有冷板式與熱管式；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程，主要分類有噴霧式、噴淋式、浸沒式三種。

液冷技術(shù)現(xiàn)主要應(yīng)用在超高算力密度場景，例如雙十一峰值的時候阿里云采用全球最大液冷數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)對服務(wù)器降溫，目前浸泡式液冷使用場景單機柜密度可以達到200kW左右，冷板式液冷技術(shù)可達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)，浸沒式液冷的平均PUE更低，幾乎能夠滿足所有地區(qū)的PUE標(biāo)準，同時能耗更低、占地面積更小，對機房環(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)賽迪顧問保守預(yù)測，隨著數(shù)據(jù)中心單機柜功率密度不斷上升，預(yù)計浸沒式液冷數(shù)據(jù)中心占比到2025年有望達41%，其市場空間有望達100.6億元。實際在算力驅(qū)動高單柜密度數(shù)據(jù)中心建設(shè)放量的情況下，浸沒式液冷數(shù)據(jù)中心的占比有望加速提升。

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

國內(nèi)市場中，部分企業(yè)經(jīng)過多年的技術(shù)積累和沉淀，已經(jīng)展現(xiàn)出較為明顯的技術(shù)優(yōu)勢和市場先發(fā)優(yōu)勢，未來行業(yè)內(nèi)有望形成龍頭廠商占據(jù)主要市場份額的競爭格局。

據(jù)《中國液冷數(shù)據(jù)中心發(fā)展白皮書》對于中國液冷數(shù)據(jù)中心廠商競爭力的研究，基于產(chǎn)品營收、市占率、客戶反饋等指標(biāo)，中科曙光為市場的絕對領(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)的國內(nèi)首個標(biāo)準化液冷數(shù)據(jù)中心，已持續(xù)穩(wěn)定運行超2500天。曙光數(shù)創(chuàng)參建的液冷數(shù)據(jù)中心加起來，一年總節(jié)電量可達2億度。這些電能可滿足125000個中國家庭全年用電需求，為我國數(shù)字基建貢獻力量的同時，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)布的一季報凸顯行業(yè)熱度。報告顯示，公司第一季度營業(yè)收入為2.48億元，比上年同期增長7099.03%；歸屬于上市公司股東的凈利潤為6180萬元，較上年同期扭虧為盈。

從行業(yè)發(fā)展趨勢來看，受高密度服務(wù)器和GPU功耗增加等需求驅(qū)動，疊加液冷成本的逐步可控，未來風(fēng)冷將被液冷替代。隨著冷卻液的價格下降，浸沒式液冷的滲透率或?qū)⑦M一步提升。液冷技術(shù)不僅能夠滿足數(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，對比風(fēng)冷單機柜密度提升10倍以上，節(jié)能超過70%。它將驅(qū)動數(shù)據(jù)中心不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，帶來一場持續(xù)性的變革。