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AI算力引爆液冷革命!2026国产替代黄金赛道全解析
发布日期: 2026-01-28 14:22:35

AI算力引爆液冷革命!2026国产替代黄金赛道全解析

1、数据中心液冷行业概述

数据中心液冷技术是指利用液体作为热量传输媒介,通过冷板、浸没等方式与服务器芯片等发热元件进行直接或间接接触换热,并将热量传递至室外散去的一种高效散热技术。它是实现数据中心高密度部署与极致能效(PUE)的关键新型基础设施。

数据中心液冷行业发展历程

资料来源:普华有策

“十四五”以来,国家将数据中心定位为新基建核心,政策导向从“鼓励节能”转向“强制降耗”。顶层规划(如“十四五”数字经济发展规划)明确绿色低碳方向,中央经济工作会议(2025.12)强调“发展人工智能+”和“推动绿色低碳技术研发推广”,为液冷行业注入强劲动力。地方层面,“东数西算”枢纽及一线城市普遍将新建数据中心PUE限制在1.25以下,使液冷从技术选项变为合规准入的硬性要求。

2、数据中心液冷行业技术水平及特点

当前数据中心液冷技术已形成以冷板式和浸没式为主流,其他技术为补充的格局,整体呈现高效率、高能效、技术路线分化的特点。

冷板式液冷是目前技术最成熟、商业化最广泛的路线。其技术核心在于将带有精密流道的金属冷板紧贴CPU、GPU等高功耗芯片,冷却液在流道内流动带走热量,其余部件仍依靠风冷。其技术水平体现在:流道设计日益复杂(如微通道、3D打印随形流道)以提升换热效率;材料向更高导热系数(如铜、新型合金)发展;接头技术追求更高密封性、更低流阻和更便捷的“盲插”功能。主要特点是改造成本相对较低、与现有服务器架构兼容性好、运维习惯接近传统风冷,使其成为当前从风冷向液冷平滑过渡的主流选择。

浸没式液冷代表了散热技术的终极潜力,分为单相和两相。单相浸没将设备完全浸入不沸腾的冷却液(如矿物油、合成油)中,依靠液体的对流和循环散热,技术关键在于冷却液的长期化学稳定性、兼容性和洁净度控制。两相浸没则使用低沸点氟化液,芯片热量使其沸腾产生汽泡,蒸汽在冷凝器冷凝放热,依靠相变潜热散热,效率极高。浸没式的技术水平体现在:槽体密封与绝缘设计、冷却液工质的物化性能优化、两相系统的压力与液位精确控制。其核心特点是散热能力极强、可消除风扇噪音、空间利用率极高、PUE可趋近于1.05,但初次投资高、运维更复杂,目前主要应用于对算力密度有极致要求的智算中心和超算中心。

技术发展的前沿特点正朝着智能化与系统化迈进。一方面,通过在关键节点部署大量温度、流量、压力传感器,并引入AI算法进行建模和预测控制,实现冷却系统的动态调优,从“稳定散热”升级为“高效、节能、自适应”的智能热管理。另一方面,液冷不再是独立的子系统,而是与服务器供电、机柜结构、机房空调进行一体化设计,如ODCC等组织正在推动的“浸没式液冷服务器整体技术规范”,旨在形成行业标准,降低集成复杂度,这标志着液冷技术正从“部件级创新”走向“系统级重构”。

3、数据中心液冷行业竞争格局

当前数据中心液冷行业的竞争格局呈现 “多元化主体角力,分层竞争与生态合作并存” 的鲜明特征。在系统解决方案层面,市场主要被三类玩家分割:

第一类:以华为、浪潮信息、新华三/中科曙光等为代表的ICT及服务器巨头,他们凭借在服务器市场的深厚积累,能够提供从服务器到液冷柜乃至数据中心级的全栈式、预集成解决方案,在品牌、生态和整体交付上优势显著。

第二类:以维谛技术(Vertiv)、施耐德电气(Schneider Electric)等 为代表的传统数据中心基础设施国际龙头,它们在精密空调、电力等领域具有全球领导地位,液冷是其自然的产品延伸,在全球化客户和整体基础设施整合方面竞争力强。

第三类:以英维克、申菱环境、高澜股份等为代表的专业温控上市公司,它们深耕热管理技术多年,在核心换热部件、模块化产品及定制化能力上具有独特优势,正从部件供应商向系统解决方案商积极转型。

在价值最集中的核心材料与部件层面,竞争则因产品而异。冷却液市场是战略要地:水基市场分散;合成碳氢油市场由埃克森美孚等国际油公司主导,但中石化长城润滑油等国内企业正凭借本土供应链和服务快速追赶;最具战略意义的氟化液市场正处于历史性重构期。随着3M因环保因素退出,以巨化股份、中欣氟材为代表的国内氟化工龙头企业,凭借完整的产业链、持续的研发投入和快速的产品认证,正加速填补市场空白,实现高端冷却液的国产替代,这是当前竞争最激烈、也最具投资价值的细分战场。关键泵、阀、接头市场则由帕雷士、江森自控等国际品牌占据高端,国内厂商在成本和中端市场持续发力。

4、数据中心液冷行业主要政策

行业主要政策

资料来源:普华有策

5、驱动数据中心液冷行业发展的核心因素

(1)芯片功耗飙升的物理定律是根本性驱动力

遵循摩尔定律演进,AI与高性能计算芯片通过增加晶体管密度、核心数量和频率来提升算力,其副作用是功耗与热流密度呈指数级增长。当前单个AI加速卡功耗已突破千瓦,服务器机柜功率密度向50kW甚至100kW迈进,远超风冷散热极限(约15-20kW)。液冷技术因其比热容远超空气,成为解决此物理瓶颈的唯一可行方案。只要芯片算力竞赛持续,对更高效散热技术的需求就将永无止境。

(2)全球及中国强制的“双碳”政策与能效法规构成了最直接、最强大的外部推力

为应对气候变化,全球主要经济体均对数据中心能耗提出硬性约束。在中国,“十四五”规划明确数字经济与绿色低碳协同发展。“东数西算”工程要求国家枢纽节点数据中心PUE降至1.25以下,北京、上海、深圳等地更是严控PUE在1.3甚至1.25以下。2025年中央经济工作会议再次强调“推动绿色低碳技术研发推广”。这些政策使得采用液冷技术从企业“可选的降本增效手段”转变为“新建和改造数据中心的合规准入条件”,创造了巨大的确定性市场。

(3)人工智能产业化浪潮催生了爆发性、刚性的市场需求

中央经济工作会议提出“发展人工智能+”,标志着AI从技术探索进入与千行百业深度融合的产业化新阶段。作为AI的“发电厂”,智算中心建设步入快车道。与通用云计算不同,智算中心以大规模GPU/ASIC集群为核心,功率密度极高且负荷稳定,是液冷技术最理想的应用场景。AI产业的爆发,为液冷行业提供了一个规模巨大、需求明确且增长迅猛的“主战场”。

(4)技术进步、规模效应与国产化共同推动经济性拐点到来

早期液冷因成本高昂阻碍普及。如今,随着技术日益成熟、供应链规模扩大、特别是冷却液及核心部件国产化取得突破,液冷系统的初次投资成本(Capex)持续下降。同时,其极低的PUE带来的长期运营电力节省(Opex)价值愈发凸显。全生命周期成本(TCO)分析显示,对于高功率密度场景,液冷的经济性已全面优于风冷,投资回收期不断缩短,这为大规模市场推广扫清了最后的障碍。

北京普华有策信息咨询有限公司《“十五五”数据中心液冷行业深度研究及趋势前景预测专项报告》对数据中心液冷行业进行了全景式深度剖析。报告首先明确了行业定义与发展脉络,揭示了其从超算专用走向AI时代通用基础设施的历程。核心部分围绕 “技术-产业-市场” 三重维度展开:深入分析了冷板式与浸没式两大技术路线的水平、特点与前沿趋势;系统拆解了以冷却液为价值高地的产业链上下游格局与相互影响;详细刻画了由ICT巨头、专业厂商与材料企业构成的动态竞争生态。报告紧密结合 “十四五”规划、双碳目标、“人工智能+”及中央经济工作会议精神等最新政策导向,运用PEST、SWOT等模型,剖析了行业的核心驱动因素、主要壁垒与风险。最终,对市场规模前景、投资机遇及未来向智能化、绿色化、服务化演进的发展趋势做出了前瞻性判断。