2023国金证券-信息技术产业行业研究：AI+散热站上新风口15-信息技术 2022年04月 4MB.pdf

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1、 敬请参阅最后一页特别声明 1 投资逻辑 AIAI 带动带动算力芯片、算力芯片、I IDCDC 机柜功率密度升高，液冷降低能耗压力，满足数据中心机柜功率密度升高，液冷降低能耗压力，满足数据中心建设建设需求。需求。随着 AI 模型训练推理等应用增加，多样化算力协同成常态，英伟达 H100 功率达 700-800W，单 IT 机柜主流功率密度将从 6-8KW/柜提高到 12-15KW/柜，超算、智算中心功率密度将提升至 30kW 以上。后摩尔定律时代 AI 芯片性能和功耗（含热设计功耗）同步大幅提升，风冷芯片级散热功耗上限在 800W 左右，风冷达到功率上限后性价比下降。液体吸热能力更强，水的热导

2、率是空气的 23 倍以上。多地对数据中心提出规划方案，要求新建数据中心 PUE 限制在 1.3 以下，存量数据中心 PUE 不高于 1.4。据 uptime institute，数据中心 PUE 下降趋势放缓，亟需冷板式/浸没式液冷技术降低 PUE 和整体能耗。芯片级散热模块价值量成倍提升，芯片级散热模块价值量成倍提升，液冷系统价值量高且经济效益突出液冷系统价值量高且经济效益突出。目前芯片级散热主要以由热管、均热板和 3D VC 等构成的风冷散热模组为主，对应的散热功耗上限、成本差距明显，风冷对应功耗上限在 700-800W，传统风冷模块单机价值量是 15-20 美金，随着功耗提升 3D VC

3、 价值量翻倍，水冷功耗可突破千瓦，价值量有 3-4 倍差距。制冷系统是 IDC 前期建设和后期运营的主要成本之一，根据施耐德电气和 CDCC 统数据，制冷系统在数据中心 CAPEX 占20-25%，OPEX 电力成本占 40%。市场普遍认为液冷初始投资较高且后期维护较复杂，我们根据施耐德电气测算发现，液冷数据中心建设能够去掉冷冻水机组、减少机架和节省 IDC 占地面积，降低 IDC 前期整体建设成本；同时液冷更加节能，节省电费减少运营成本。测算表明，功率密度为 10kW/机架风冷和液冷数据中心的投资成本大致相等（7 美元/kw）。在提升数据中心功率密度时，液冷数据中心在节省占地空间和机架数量的成本优势愈发明显，提升 2 倍功率密度（每机架 20kW）可使初投资可降低 10%；提升 4 倍功率密度（每机架 40kW）可节省 14%的投资成本。制冷系统在整个前期 CAPEX 占比也由风冷的 1