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数据中心冷却战场:精密空调仍是主力,但液冷才是未来

抖音热门 2025年09月07日 10:47 1 admin

随着可持续发展要求的日益严格以及AI算力功耗的不断攀升,数据中心冷却领域(制冷系统)正迎来迅猛的发展态势,并展现出广阔的发展前景。

AI产业链梳理

数据中心冷却战场:精密空调仍是主力,但液冷才是未来

信息来源:MIR DATABANK

机房空调是数据中心制冷系统的重要组成设备。当前,机房空调主要有以空气为介质进行散热的精密空调和以液体为介质的液冷技术。其中精密空调是目前普遍应用的散热技术,但在AI集群、高性能计算(HPC)集群等散热密度较高的场景下,液冷技术优势尽显,推动数据中心液冷时代加速到来。

01

精密空调:

存量市场的绝对主力与智能化突围

当业界热议液冷时,一个被忽略的事实是:当前机房空调制冷市场中,精密空调制冷仍占据超80%的份额,液冷技术的应用还比较少。截至2025年初,全国数据中心机架总量已突破800万架,主要是中低密度机柜。在这些场景下,精密空调凭借其技术成熟度高、维护相对简便且初始成本较低的优势,依然是用户的首选。

根据MIR DATABANK最新数据显示,2024年中国数据中心精密空调市场规模处于快速增长状态,整体市场规模已超50亿元,同比增速达29%。未来中国新建数据中心市场规模的增加,使得短期内(3-5年)精密空调的市场规模仍将保持增长趋势;而从长期来看(5-10年后),随着液冷技术的逐渐成熟和广泛应用,液冷技术将逐步挤压精密空调的市场份额。

2020-2028E中国数据中心精密空调市场规模

数据中心冷却战场:精密空调仍是主力,但液冷才是未来

信息来源:MIR DATABANK

日益严苛的“双碳”政策,正形成强大的倒逼压力。例如,上海已明确要求到2025年,新建智算中心的液冷机柜占比需超过50%,同时存量数据中心的PUE值必须压降至1.4以下进行改造。发改委更是划定了硬性红线:要求到2025年底,新建及改扩建大型和超大型数据中心电能利用效率降至1.25以内,国家枢纽节点数据中心项目电能利用效率不得高于1.2。这对传统精密空调系统提出了严峻挑战,因为其当前的PUE普遍在1.4-1.65之间,距离政策要求存在显著差距。

*PUE(Power Usage Effectiveness)是数据中心电能利用效率的指标,定义为数据中心总能耗与IT设备能耗的比值,用于评估数据中心的能源效率,其值越接近1代表能效水平越高。

面对能效提升的迫切需求,传统精密空调正积极拥抱智能化,迎来技术升级。

  • 维谛技术:“AI +综合节能改造” 通过硬件升级与AI智能调控提升热管理系统效率。硬件改造优化气流、增强自然冷利用;AI系统实时分析数据,动态调整运行状态并持续优化策略。二者结合可实现节能降碳,将数据中心PUE从1.8降至1.3以下。
  • 英维克:针对中小型精密机房,英维克推出iPower系列精密空调,搭载AI节能算法,通过实时监测温湿度、设备负载数据,动态调节压缩机频率与风量,全年平均节能率达15%。在某互联网企业边缘机房实测中,该产品使PUE值从1.8降至1.3,年节省电费超30万元。
  • 施耐德电气:SmartCool末端空调节能解决方案,基于AI的机器学习(ML)技术创新融合,可以让空调末端基于IT负载实时需求进行动态制冷输出,从而大幅提升数据中心制冷能效,实现节能降耗,减少对环境的影响,大连银行实测末端空调节电31%,且改造无需业务中断。

02

液冷技术的主流——冷板式液冷

人工智能大潮之下,液冷数据中心正迎来爆发。英伟达创始人黄仁勋近期就表示,液冷技术将成为AI算力的下一个趋势性领域。

中国移动、中国联通、中国电信2023年联合发布的《电信运营商液冷技术白皮书》提出未来三年液冷应用的愿景:2023年技术验证,2024年新建项目10%规模测试,2025年及以后开展液冷规模应用,50%以上项目应用液冷技术。

数据中心冷却战场:精密空调仍是主力,但液冷才是未来

信息来源:电信运营商液冷技术白皮书,MIR 睿工业整理

液冷有浸入式、冷板式等多种技术路线。浸没式液冷往往需要对IT设备进行定制化改造和设计,对机房现有IT基础设施改造幅度较大,技术难度较高。而冷板式液冷技术对服务器的改造幅度也相对较小,且安全性较高。

冷板式是应用最早、普及率最高的液冷制冷方式,其可操作性和市场的成熟度也相对较高。目前冷板式液冷已广泛应用于数据中心、高性能计算等领域,占据了当前液冷市场的主导地位。例如,IBM的SuperMUC超算中心就采用了冷板式液冷技术。

数据中心冷却战场:精密空调仍是主力,但液冷才是未来

MIR 睿工业认为液冷(以冷板式为主)未来将挤占精密空调市场份额的原因主要有三个:

一是随着AI算力的不断提升,AI芯片的TDP(热设计功耗)也在增加,这使得对散热技术的要求越来越高。目前,AI芯片的散热要求已经接近风冷散热的上限。为了跟上AI芯片的发展步伐,必须发展液冷技术,以支持AI算力的进一步提升。

从下图可以看出,液冷技术基本都可以满足PUE(数据中心总能耗与 IT 设备能耗的比值)小于1.2的要求。对于风冷和冷冻水技术,其最低PUE值通常在1.2及以上;对于自然冷的技术,PUE值1.2几乎接近了其上限。

数据中心冷却战场:精密空调仍是主力,但液冷才是未来

数据来源:MIR DATABANK,风冷包括精密空调、微模块和全模块

二是上述国家的政策中,对数据中心的PUE值不断提出更高的要求,传统的风冷、间接蒸发冷、直接新风等散热技术逐渐难以满足新的标准。相比之下,液冷技术能够更轻松地实现降低PUE值的目标。

三是在运营成本方面,液冷技术(冷板式)的TCO(总拥有成本)低于风冷技术的TCO。

  • 在机电投资方面,冷板液冷每IT kW的投资成本较低,虽然暖通系统会增加投资,但电气、装修和土建方面的费用会相应减少;
  • 在土建成本方面,液冷数据中心的承重要求与风冷接近,且虽然土建面积需求更大,但分摊到每IT kW的成本会降低;
  • 在外电和能评方面,液冷获取资源的难度和成本低于风冷,且由于风冷电费较高,其运营成本相对更贵,而冷板式液冷更具经济性。

03

多方竞逐液冷赛道

目前,众多厂商正在液冷技术领域积极布局,范围从温控厂商、服务器厂商扩展到互联网公司,推出了种类繁多的液冷产品。这些产品旨在满足高性能计算和数据中心对于高效散热和节能的迫切需求。

主要厂商液冷技术与产品布局

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信息来源:MIR DATABANK

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曙光数创

曙光数据基础设施创新技术(北京)股份有限公司成立于2002年,总部位于北京,2022年上市,股票代码为872808。曙光数创是中科曙光的控股子公司。

曙光数创主要产品包括浸没液冷数据中心基础设施产品、冷板液冷数据中心基础设施产品及模块化数据中心产品,以及围绕上述产品提供系统集成和技术服务。主要如下:

浸没相变液冷数据中心基础设施产品-C8000系列(C8000 液冷机柜构成图)

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冷板液冷数据中心基础设施产品-C7000 系列 (冷板液冷基础设施产品构成 )

数据中心冷却战场:精密空调仍是主力,但液冷才是未来

图片来源:曙光数创财报

曙光数创于2011年底在业内提出液冷技术路线,并启动相关技术研究,于2015年率先推出国内首款量产的冷板式液冷解决方案,并于2019年在全球范围内首次实现了基于全浸式液体相变冷却技术解决方案的应用落地。根据中国电子技术标准化研究院发布的《液冷数据中心白皮书》显示,2023年曙光数创在液冷基础设施市场的份额高达61.3%,连续3年蝉联行业榜首。

2024年,曙光数创实现营业收入5亿元,同比下降22 %。其中冷板液冷数据中心基础设施产品收入2亿元,同比增长12%;浸没相变液冷数据中心基础设施产品收入1亿元,同比下降74%。曙光数创浸没液冷产品主要应用于先进计算数据中心,随着“东数西算”和国家级先进计算数据中心集中建设周期逐步结束,新一轮建设从规划到落地需要一定的时间周期,对应的浸没相变液冷项目尚未完工确认收入,导致2024年浸没液冷产品收入下滑严重。

2020-2024年曙光数创营收情况

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数据来源:曙光数创财报,MIR DATABANK

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英维克

深圳市英维克科技股份有限公司成立于2005年,总部位于深圳,2016年上市,股票代码为002837。英维克的主营产品包括:机房温控节能产品、机柜温控节能产品、轨道交通列车空调及服务、客车空调及其他散热业务。其中,机房温控节能产品、机柜温控节能产品是其业绩增长的主要来源。

数据中心冷却战场:精密空调仍是主力,但液冷才是未来

信息来源:MIR DATABANK

2024年,英维克实现营业收入46亿元,较上年同期增长30%。从业务板块来看,机房温控节能产品收入24亿元,同比增长49%,占总营收的53%,成为增长的主要动力。

2020-2024年英维克营收情况

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数据来源:英维克财报,MIR DATABANK

在液冷技术领域,英维克是全链条液冷解决方案的开创者。早在2021年,英维克就率先推出了 Coolinside全链条液冷解决方案。该方案涵盖了冷源、管路连接、快换接头、冷板等关键产品,并且已经实现了规模化商用。

写在最后

数据中心“降温市场”的兴起,由AI算力需求和“双碳”目标共同驱动。当前,精密空调凭借成熟和成本优势,在中低密度机柜仍是主力,并通过智能化提升能效以应对更严的PUE要求。

然而,面对AI芯片高功耗和严苛的能效政策,液冷技术凭借其超高密度散热能力、极低PUE潜力和更优的长期成本,正成为未来的关键路径。市场格局在重塑,曙光数创等液冷领先者和英维克等快速发展的厂商正在竞逐。未来,融合智能化的高效散热方案,将是把握数据中心冷却市场机遇的核心。

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