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圖2:中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模有望持續(xù)增長(zhǎng) 6圖3:中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心每千瓦散熱成本持續(xù)改善(元) 7圖4:我國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)架數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng) 7圖5:CPU和GPUTDP(W)持續(xù)增長(zhǎng) 8圖6:機(jī)柜功率密度與制冷方式 8圖7:?jiǎn)螜C(jī)柜密度增長(zhǎng)趨勢(shì)下,列間空調(diào)數(shù)量逐漸增加,風(fēng)冷散熱漸顯頹勢(shì) 9圖8:風(fēng)冷和液冷工作原理 9圖9:2019年我國(guó)數(shù)據(jù)中心制冷設(shè)備能耗占比較高 10圖10:液冷數(shù)據(jù)中心能耗分布 10圖冷板式液冷和單相浸沒(méi)液冷相較風(fēng)冷,能耗和電費(fèi)開(kāi)支更低(2MW機(jī)房) 圖12:2022年我國(guó)平均PUE水平仍然偏高 13圖13:數(shù)據(jù)中心制冷技術(shù)逐漸向液冷發(fā)展 13圖14:國(guó)家和地方政策對(duì)數(shù)據(jù)中心PUE要求趨嚴(yán) 14圖15:國(guó)內(nèi)外液冷生態(tài)日益成熟 17圖16:電信運(yùn)營(yíng)商提出液冷三年愿景,2024年開(kāi)展項(xiàng)目試點(diǎn) 17圖17:冷板式液冷服務(wù)器交付模式區(qū)分 18圖18:液冷系統(tǒng)二次側(cè)基本組成示意圖 20圖19:液冷方式分類介紹 20圖20:?jiǎn)蜗嗬浒迨揭豪湓硎疽鈭D 21圖21:冷板式液冷系統(tǒng)原理圖 21圖22:動(dòng)力熱管相變液冷示意圖 22圖23:SEGUENTE重力熱管方案示意圖 22圖24:浸沒(méi)式液冷原理示意圖 23圖25:?jiǎn)蜗嘟](méi)液冷系統(tǒng)原理圖 23圖26:相變浸沒(méi)液冷系統(tǒng)原理圖 24圖27:噴淋式液冷系統(tǒng)原理圖 25圖28:液冷產(chǎn)業(yè)鏈上下游 27圖29:液冷一次側(cè)散熱設(shè)備示意圖 28圖30:冷板組件構(gòu)成示意圖 29圖31:冷板實(shí)物圖 29圖32:自鎖式快速接頭示意圖 29圖33:冷板服務(wù)器組件與RCM之間用快速接頭連接 29圖34:機(jī)柜工藝?yán)涿焦┗仄绻埽≧CM) 30圖35:RCM置于機(jī)柜背部 30圖36:環(huán)形液冷管路示意圖 30圖37:LCM用于連接CDU和機(jī)柜 30圖38:CDU內(nèi)部構(gòu)成示意圖 31圖39:分布式CDU放置于機(jī)柜下方 31圖40:集中式CDU單獨(dú)陳列 31圖41:液冷服務(wù)器,二拖一結(jié)構(gòu) 33圖42:?jiǎn)蜗嘟](méi)式示意圖 33圖43:機(jī)架式CPU冷板液冷方案 34圖44:風(fēng)液復(fù)合半液式服務(wù)器背部 34圖45:寧暢A800冷板式液冷服務(wù)器X660G45LP 34圖46:NVIDIA液冷A100示意圖 34圖47:浸沒(méi)式雙路刀片服務(wù)器示意圖 35圖48:曙光浸沒(méi)式液冷服務(wù)器“1拖2”單元結(jié)構(gòu) 35圖49:兩種浸沒(méi)式液冷部署方案 35圖50:浸沒(méi)式交換機(jī)置于中 35圖51:液冷電源與液冷光模塊示意圖 35圖52:銳捷浸沒(méi)式液冷交換機(jī)示意圖 35圖53:中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施部署規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)(MW) 36圖54:中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)(億元) 36圖55:中國(guó)液冷服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模有望持續(xù)增長(zhǎng)(億美元) 37圖56:2023H1浪潮、寧暢液冷服務(wù)器市場(chǎng)份額較高 37圖57:液冷與風(fēng)冷交付方式和競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的區(qū)別 37圖58:英維克CPU冷板 40圖59:英維克GPU冷板 40圖60:英維克Coolinside全鏈條液冷解決方案拆解圖 40圖61:英維克集中式浸沒(méi)液冷CDU+一拖多方案 40圖62:中興通訊液冷系統(tǒng)由服務(wù)器機(jī)柜、CDU、EDU、冷源組成 41圖63:新華三液冷解決方案 42圖64:曙光數(shù)創(chuàng)冷板液冷數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品拆解圖 43圖65:曙光數(shù)創(chuàng)浸沒(méi)液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品效果圖 43圖66:高瀾股份冷板式液冷服務(wù)器解決方案 43圖67:高瀾股份浸沒(méi)式液冷服務(wù)器解決方案 43圖68:天樞液冷溫控系統(tǒng) 44圖69:天辰相變冷卻系統(tǒng) 44圖70:同飛股份液冷CDU 44圖71:同飛股份冷板液冷全鏈條解決方案 44圖72:飛榮達(dá)產(chǎn)品在服務(wù)器上的應(yīng)用 45圖73:浪潮信息液冷產(chǎn)業(yè)布局 46表1:隨著機(jī)柜密度上升,風(fēng)冷制冷難度與成本上升 9表2:數(shù)據(jù)中心制冷方式中,液冷優(yōu)點(diǎn)頗多 表3:數(shù)據(jù)中心相關(guān)國(guó)家宏觀政策 14表4:地方數(shù)據(jù)中心相關(guān)PUE要求 15表5:冷板式液冷服務(wù)器交付模式分析,一體化交付應(yīng)用較廣 18表6:解耦式交付與一體化交付對(duì)比,一體化交付模式較為成熟 19表7:各液冷方式對(duì)比,冷板式液冷是主流方案 26表8:一次側(cè)冷源選擇:開(kāi)式冷卻塔、閉式冷卻塔、干冷器對(duì)比 28表9:不同一次側(cè)進(jìn)水溫度下的冷源配置 28表10:集中式CDU與分布式CDU對(duì)比,大型數(shù)據(jù)中心以集中式CDU為主 31表各公司液冷解決方案推出時(shí)間 38表12:中興通訊液冷服務(wù)器關(guān)鍵部件介紹 41表13:受益標(biāo)的估值表 471、AIGC時(shí)代,液冷技術(shù)發(fā)展迎來(lái)風(fēng)口AIGC(1)(AI(3)政策對(duì)PUEPUEPUE1.25電信運(yùn)營(yíng)商提出解耦式交付,助推液冷標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)模化發(fā)展。2022AIChatGPT橫空出世,掀起新的AI2023-2024202310AIGPT17463640PF-days。據(jù)中國(guó)GPT-41.8GPT-3的10倍,訓(xùn)練算力需求上升到GPT-3的68倍,在2.5萬(wàn)個(gè)A100上需要訓(xùn)練90-100天。無(wú)論是AI模型的訓(xùn)練還是推理均離不開(kāi)算力資源的支持,AI的高速發(fā)展帶來(lái)大量算力和數(shù)據(jù)中心機(jī)柜需求,拉動(dòng)算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。FP32906EFlops47%,其中基礎(chǔ)算力規(guī)模為440EFlops,智能算力規(guī)模已超過(guò)基礎(chǔ)算力規(guī)模,達(dá)到451EFlops16EFlops2024-2028以超過(guò)50%20253203020ZFlops。圖1:全球算力規(guī)模維持高增長(zhǎng)數(shù)據(jù)來(lái)源:中國(guó)信息通信研究院、IDC、Gartner、TOP500AIAIGC20231542022-202759%2027AI圖2:中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模有望持續(xù)增長(zhǎng)1200100080060040020002019 2020 2021 2022 2023E 2024E 2025E 2026E

80%60%40%20%0%中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模(億元) 同比增速數(shù)據(jù)來(lái)源:科智咨詢、研究所,注:液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模統(tǒng)計(jì)維度包括液冷服務(wù)器和液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)規(guī)模在需求方面,AI5.5G互聯(lián)網(wǎng)、政府和電信行業(yè)仍為液冷數(shù)據(jù)中心的需求主力軍,金融、下游制造、醫(yī)療、合力。液冷服務(wù)器是液冷生態(tài)鏈的核心價(jià)值環(huán)節(jié),進(jìn)一步完善。發(fā)展,PUE1.25以下。成本方面,雖然液冷總體CapexCapex2023中國(guó)液20221kW650020231kW5000TCO顯著,圖3:中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心每千瓦散熱成本持續(xù)改善(元)140001200010000800060004000200002020 2021 2022 2023H1數(shù)據(jù)來(lái)源:賽迪顧問(wèn)、研究所,數(shù)據(jù)更新時(shí)間:2023.07IDC機(jī)柜數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)算力需求支撐我國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。IDC()則是給集中放置的ICT(=IT++制冷AIGCAIIDC2023676028.8%,2022650萬(wàn)架,2018-202230%。圖4:我國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)架數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)80060040020002017 2018 2019 2020 2021 2022 在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模(萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架) YOY

50%40%30%20%10%0%數(shù)據(jù)來(lái)源:工信部、中國(guó)信息通信研究院、研究所計(jì)算芯片功耗持續(xù)攀升,以滿足高算力需求。CPU和GPUAICPUGPU(或其他ASICAI80%。1)CPU2017Intel2023122464TDP()從150W82()在PU人工智能計(jì)算的GPUTDP從早期V100Nvlink的300W提升至H100SXM的700W,圖5:CPU和GPUTDP(W)持續(xù)增長(zhǎng)H100SXMA100SXMH100SXMA100SXM8593QP100V1008468E5-2609v4922183688160T827602016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023CPU(Intel) GPU(NVIDIA)資料來(lái)源:Intel官網(wǎng)、Nvidia官網(wǎng)、研究所AI800W(2)機(jī)柜整體冷卻方面:芯片功率的增加也導(dǎo)致整機(jī)柜12kW服務(wù)器單位功耗增大,同樣尺寸的普通服務(wù)器機(jī)柜可容納的服務(wù)器功率往往超過(guò)15kW功率平均在0.5KW6KW8KW106KW以上,以NVIDIADGXA1006.5KW42U55UAI20KW圖6:機(jī)柜功率密度與制冷方式資料來(lái)源:中興通訊《中興通訊液冷技術(shù)白皮書》數(shù)據(jù)中心機(jī)柜功率持續(xù)上升,在AI驅(qū)動(dòng)下功率增速或?qū)⒓涌?。根?jù)UptimeInstitute2020.4W21756kW/2008.4W機(jī)架。AI4.4kW/8kW/25kW/30kW/單機(jī)柜功率持續(xù)上升,液冷散熱更具優(yōu)勢(shì)。GPUAIAI服務(wù)器上架量的情況下,單機(jī)柜功率或已超過(guò)風(fēng)冷的散熱極限,液冷可支持高密圖7:?jiǎn)螜C(jī)柜密度增長(zhǎng)趨勢(shì)下,列間空調(diào)數(shù)量逐漸增加,風(fēng)冷散熱漸顯頹勢(shì)數(shù)據(jù)來(lái)源:超聚變《整機(jī)柜液冷服務(wù)器,構(gòu)建低碳規(guī)模商用數(shù)據(jù)中心》、研究所表1:隨著機(jī)柜密度上升,風(fēng)冷制冷難度與成本上升16KW機(jī)柜12KW機(jī)柜18KW機(jī)柜微模塊機(jī)柜數(shù)量(柜)201816列間空調(diào)數(shù)量(柜)61014微模塊功率密度(KW)120216288標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器上架率(%)255585GPU服務(wù)器上架率(%)82534制冷難度與成本低中高數(shù)據(jù)來(lái)源:超聚變《整機(jī)柜液冷服務(wù)器,構(gòu)建低碳規(guī)模商用數(shù)據(jù)中心》、研究所液冷散熱相比傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱效果更佳。傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)是成熟且應(yīng)用最廣泛的數(shù)據(jù)中心散熱技術(shù),它以空氣為介質(zhì)進(jìn)行散熱,通過(guò)送入低溫空氣、經(jīng)與電子器件進(jìn)行熱交換后,將熱量帶走。相較于液冷散熱,風(fēng)冷技術(shù)存在密度低、散熱能力差、易形成局部熱點(diǎn)、機(jī)械能耗大等缺陷。液冷方式則以液體為介質(zhì)進(jìn)行散熱,由于液1000-350010-40圖8:風(fēng)冷和液冷工作原理資料來(lái)源:ODCC《冷板液冷標(biāo)準(zhǔn)化及技術(shù)優(yōu)化白皮書》、研究所與風(fēng)冷技術(shù)相比,液冷技術(shù)主要具有以下優(yōu)勢(shì):低能耗:60%-70%IT約520%-30%PUE1.25%。傳熱路徑短:低溫液體由CDU(冷量分配單元)直接供給通訊設(shè)備;換熱效率高:液冷系統(tǒng)一次測(cè)和二次測(cè)之間通過(guò)換熱器實(shí)現(xiàn)液液換熱,一次測(cè)和外部環(huán)境之間結(jié)合風(fēng)液換熱、液液換熱、蒸發(fā)換熱三種形式,具備更優(yōu)的換熱效果;制冷能效高:40~55℃圖9:2019年我國(guó)數(shù)據(jù)中心制設(shè)備能耗占比較高 圖10:液冷數(shù)據(jù)中心能耗布43%9%3%1%43%9%3%1%45%IT設(shè)備 制冷設(shè)備 供電設(shè)備 其他設(shè)備

87%IT設(shè)備 液冷設(shè)備 供電設(shè)備 其他設(shè)備數(shù)據(jù)來(lái)源:賽迪顧問(wèn)、研究所,數(shù)據(jù)更新時(shí)間:2020.10 數(shù)據(jù)來(lái)源:賽迪顧問(wèn)、研究所,數(shù)據(jù)更新時(shí)間:2020.10風(fēng)冷容易產(chǎn)生局部熱點(diǎn),芯片長(zhǎng)時(shí)間高溫運(yùn)行,影響芯片性能和使用壽命。研究發(fā)110℃~20(4)TCO:液冷初期CAPEX更高,但OPEX更低。PUE1.210MWE1.5E1.52.2設(shè)施初投資。TCO。圖11:冷板式液冷和單相浸沒(méi)液冷相較風(fēng)冷,能耗和電費(fèi)開(kāi)支更低(2MW機(jī)房)1400120010000

冷卻功耗(KW) 冷卻電費(fèi)(萬(wàn)元)傳統(tǒng)風(fēng)冷 冷板式液冷 浸沒(méi)式液冷數(shù)據(jù)來(lái)源:中興通訊《中興通訊液冷技術(shù)白皮書》、研究所,數(shù)據(jù)更新時(shí)間:2022.11,50%-80%PUE統(tǒng)()制冷方式 風(fēng)冷直膨式系統(tǒng) 水冷冷水系統(tǒng) 氟泵系統(tǒng) 間接蒸發(fā)系統(tǒng) 液冷系統(tǒng)表2:數(shù)據(jù)中心制冷方式中,液冷優(yōu)點(diǎn)頗多制冷方式 風(fēng)冷直膨式系統(tǒng) 水冷冷水系統(tǒng) 氟泵系統(tǒng) 間接蒸發(fā)系統(tǒng) 液冷系統(tǒng)適用環(huán)境

無(wú)法實(shí)現(xiàn)自然冷卻

水資源充沛地區(qū) 低溫高寒地區(qū) 常年干燥低濕地區(qū)設(shè)備體型較大,對(duì)建筑的層

全年全地域自然冷卻,不受氣候影響安裝方式要求

對(duì)安裝距離和高差有要求

安裝距離、安裝方式不受限制

對(duì)安裝距離和高差有要求

一,老舊廠房改造難度大

安裝距離、安裝方式不受限制中高熱流密度或超高熱流密熱流密度 低熱流密度 低熱流密度 低熱流密度 低熱流密度適合小型數(shù)據(jù)中

度適合各種場(chǎng)景,尤其適用中適用配置 適合小型數(shù)據(jù)中心適合中大型數(shù)據(jù)中心心

適合中大型數(shù)據(jù)中心

大型數(shù)據(jù)中心全年自然冷卻,無(wú)機(jī)械制冷,制冷效率 制冷效率低 制冷效果一般 制冷效率較高 制冷效率較高

制冷效率高建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本

建設(shè)成本高,運(yùn)行成本較低,運(yùn)維工作量大

建設(shè)成本適中,運(yùn)行成本較低,運(yùn)維簡(jiǎn)單

建設(shè)成本適中,運(yùn)行成本較低,運(yùn)維工作量大

建設(shè)成本適中,運(yùn)行成本低,運(yùn)維工作量小制冷方式 風(fēng)冷直膨式系統(tǒng) 水冷冷水系統(tǒng) 氟泵系統(tǒng) 間接蒸發(fā)系統(tǒng) 液冷系統(tǒng)制冷方式 風(fēng)冷直膨式系統(tǒng) 水冷冷水系統(tǒng) 氟泵系統(tǒng) 間接蒸發(fā)系統(tǒng) 液冷系統(tǒng)散熱能力

15kW以內(nèi)(

單機(jī)柜15kW以內(nèi)(采用列間空調(diào),小

單機(jī)柜15kW以內(nèi)(采用列間空

8kW

單機(jī)柜20kW以上最大可達(dá)到單機(jī)柜200kW,無(wú)局部熱

易產(chǎn)生局部熱

部熱點(diǎn)點(diǎn)噪音及振

部熱點(diǎn))

部熱點(diǎn))點(diǎn))高 高 高 高 低振動(dòng)或無(wú)振動(dòng)動(dòng)熱回收利用率熱回收 無(wú)法熱回收

熱回收利用率低,建成本高成熟度成本高成熟度成熟度高成熟度高成熟度適中成熟度適中成熟度適中可維護(hù)性維護(hù)簡(jiǎn)便維護(hù)復(fù)雜維護(hù)簡(jiǎn)便維護(hù)復(fù)雜可維護(hù)性適中

低,建設(shè)及運(yùn)行

無(wú)法熱回收

熱回收利用率高,易于熱回收,建設(shè)及運(yùn)行成本低資料來(lái)源:中興通訊《中興通訊液冷技術(shù)白皮書》、研究所IDCPUE提出新要求27003%202121661036.4920255%,到2030年全國(guó)數(shù)據(jù)中心耗電量將接近4000億千瓦時(shí)。數(shù)據(jù)中心減排迫在眉睫,優(yōu)化算力平均能源消耗,打造綠色算力,是未來(lái)算力發(fā)展的重點(diǎn)目標(biāo)。我國(guó)數(shù)據(jù)中心平均PUEPUEPUE值與設(shè)計(jì)PUEPUE為1.4941%的數(shù)據(jù)中心PUE1.4PUE1.82.0PUE方案能大幅降低PUE圖12:2022PUE水平仍然偏高數(shù)據(jù)來(lái)源:中國(guó)信通院液冷散熱技術(shù)可實(shí)現(xiàn)更低PUE20%-30%以上。圖13:數(shù)據(jù)中心制冷技術(shù)逐漸向液冷發(fā)展資料來(lái)源:中興通訊《中興通訊液冷技術(shù)白皮書》20219(5G)810個(gè)數(shù)據(jù)中心作為“新基建”重要內(nèi)容,被賦予綠色低碳等新內(nèi)涵。2023PUE1.3以下;20251.31.25以下,綠色低碳等級(jí)達(dá)到4A”圖14:國(guó)家和地方政策對(duì)數(shù)據(jù)中心PUE要求趨嚴(yán)資料來(lái)源:智能計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟《國(guó)家“東數(shù)西算”工程背景下新型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展研究報(bào)告》發(fā)文名稱 發(fā)布時(shí)間 發(fā)文機(jī)構(gòu) 重點(diǎn)內(nèi)容表3:數(shù)據(jù)中心相關(guān)國(guó)家宏觀政策發(fā)文名稱 發(fā)布時(shí)間 發(fā)文機(jī)構(gòu) 重點(diǎn)內(nèi)容《關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》《全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實(shí)施方案》《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行

20191月20215月

工業(yè)和信息化部等三部門國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)

建立健全綠色數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系和能源資源監(jiān)管體系,打造一批綠色數(shù)據(jù)中心先進(jìn)典型。202320%60%200EFLOPS,高性動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年

2021年7月 工業(yè)和信息化

能算力占比達(dá)到10%。國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)算力規(guī)模占比超過(guò)70%。新PUE1.31.25以下。發(fā)文名稱 發(fā)布時(shí)間 發(fā)文機(jī)構(gòu) 重點(diǎn)內(nèi)容發(fā)文名稱 發(fā)布時(shí)間 發(fā)文機(jī)構(gòu) 重點(diǎn)內(nèi)容《貫徹落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》《深入開(kāi)展公共機(jī)構(gòu)綠色低碳引領(lǐng)行動(dòng)促進(jìn)碳達(dá)峰實(shí)施方案》

20212021

國(guó)家發(fā)改委等四部門國(guó)家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局等四部門工業(yè)和信息化部等

到20255G1.31.254A級(jí)以上。新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心全部達(dá)到綠色數(shù)據(jù)中心要求,綠色低4A級(jí)以上,電能利用效率(PUE)1.3以下。鼓勵(lì)申報(bào)綠色數(shù)據(jù)中心評(píng)價(jià),發(fā)揮示范引領(lǐng)作用。推進(jìn)重點(diǎn)領(lǐng)域能效提升綠色升級(jí)。持續(xù)開(kāi)展國(guó)家綠色數(shù)據(jù)中心建引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心擴(kuò)大綠色能源利用比例,推動(dòng)老舊數(shù)據(jù)中心實(shí)施系《工業(yè)能效提升行動(dòng)計(jì)劃》 2022年6月《信息通信行業(yè)綠色低碳發(fā)20228月(2022-2025年》

六部門七部門

統(tǒng)節(jié)能改造。到2025年,新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率(PUE,指數(shù)據(jù)中心總耗電量與信息設(shè)備耗電量的比值)優(yōu)于1.3。加大先進(jìn)節(jié)能節(jié)水技術(shù)應(yīng)用。強(qiáng)化綠色設(shè)計(jì),加快自然冷源、近端制冷、液冷等制冷節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,鼓勵(lì)采用預(yù)制模塊化機(jī)房及IT流不間斷電源、集成式電力模塊等技術(shù)和產(chǎn)品,發(fā)展智能化能源管控系統(tǒng)。資料來(lái)源:ODCC《綠色節(jié)能液冷數(shù)據(jù)中心白皮書》、研究所表4:地方數(shù)據(jù)中心相關(guān)PUE要求地區(qū)年平均氣溫℃具體描述1PUE1.31萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤且小于2萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的項(xiàng)目,PUE值不應(yīng)高于1.25;年能源消費(fèi)量大于等于2萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤北京12.33PE13PUE值不應(yīng)高于1.15;1.4<PUE≤1.8,每度電加價(jià)¥0.2;PUE>1.8,每度電加價(jià)¥0.5上海 16.6廣東 22.6

2024PUE1.31.25不超過(guò)1.4。PUEPUE1.25PUE要求低于1.25浙江16.5過(guò)1.25江蘇15.5浙江16.5過(guò)1.25江蘇15.5202320%65%,全率(PUE)降低到1.3以下,起步區(qū)內(nèi)電能利用效率不得超過(guò)1.25山東14.72020PUE2022PUE1.420251.3PUE值低于1.25,上架率高于65%的數(shù)據(jù)中心新建、擴(kuò)建項(xiàng)目青島12.7PUE1.32022PUE1.4重慶 18.4

2025年,電能利用效率(PUE)1.3PUE1.25。2023年底,PUE1.3以下,PUE降地區(qū)年平均氣溫℃具體描述1.42025年底,大型及超大型數(shù)據(jù)中心的PUE1.25以下,中小型數(shù)據(jù)中PUE1.35下四川15.32025年,電能利用效率(PUE)1.3PUE1.25。各市(州)要60%PUE值未達(dá)到1.3及以下的,原則上不得新建數(shù)據(jù)中心。內(nèi)蒙古 4.3寧夏 9.5貴州 15.5

2025PUE1.31.25以下,起步區(qū)做到1.2以下2025年,建成國(guó)家(中衛(wèi))PUE≤1.15,WUE0.8,(中衛(wèi)2025PUE1.2及以下。引導(dǎo)大型和超大型數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)PUE值不高于1.3;改造既有大型、超大型數(shù)據(jù)中心,使其數(shù)據(jù)中心PUE值不高于1.4。實(shí)施數(shù)據(jù)中心減量替代,根據(jù)PUE值嚴(yán)控?cái)?shù)據(jù)中心的能源消費(fèi)新增量,PUE低于1.3的數(shù)據(jù)中心可享受新增能源消費(fèi)量支持。資料來(lái)源:中興通訊《中興通訊液冷技術(shù)白皮書》、研究所液冷技術(shù)規(guī)范化程度較低,產(chǎn)品形態(tài)各異。我國(guó)液冷技術(shù)起步稍晚于國(guó)外,起步后發(fā)展迅速,目前與國(guó)外發(fā)展進(jìn)程基本同步,但當(dāng)前液冷生態(tài)尚不完善,機(jī)柜與服務(wù)器深度耦合,各家服務(wù)器設(shè)備、冷卻液、制冷管路、供配電等產(chǎn)品形態(tài)各異,圖15:國(guó)內(nèi)外液冷生態(tài)日益成熟資料來(lái)源:三大電信運(yùn)營(yíng)商《電信運(yùn)營(yíng)商液冷技術(shù)白皮書》、研究所PUE與2025圖16:電信運(yùn)營(yíng)商提出液冷三年愿景,2024年開(kāi)展項(xiàng)目試點(diǎn)資料來(lái)源:三大電信運(yùn)營(yíng)商《電信運(yùn)營(yíng)商液冷技術(shù)白皮書》、研究所冷板式液冷服務(wù)器可細(xì)分為三種交付方式,一體化交付相對(duì)成熟。CDUITT+一體化交付:TC+圖17:冷板式液冷服務(wù)器交付模式區(qū)分資料來(lái)源:三大電信運(yùn)營(yíng)商《電信運(yùn)營(yíng)商液冷技術(shù)白皮書》、研究所方案對(duì)比 模式一 模式二 模式三(一體化交付) 備注表5:冷板式液冷服務(wù)器交付模式分析,一體化交付應(yīng)用較廣方案對(duì)比 模式一 模式二 模式三(一體化交付) 備注方案內(nèi)容

1、IT側(cè)負(fù)責(zé)液冷服務(wù)1IT側(cè)負(fù)“液冷服務(wù)器器 液冷機(jī)柜(整機(jī)柜”等22

1、IT側(cè)負(fù)責(zé)“服務(wù)器+機(jī)柜+CDU+冷卻液+二次側(cè)管路”等;2、其他配套全部由其他公司統(tǒng)一建設(shè)技術(shù)評(píng)估

公司統(tǒng)一建設(shè) 統(tǒng)一建設(shè)應(yīng)用案例少,產(chǎn)品成熟兼容性對(duì)接內(nèi)容較少,但整應(yīng)用案例相對(duì)更多

業(yè)界尚無(wú)完善的液冷產(chǎn)品普遍存在廠家服務(wù)器和建設(shè)周期

器定制和接口對(duì)接驗(yàn)證,存在兼容性風(fēng)險(xiǎn)機(jī)柜分離建設(shè)方式,需要進(jìn)行服務(wù)器與配套間的對(duì)接,建設(shè)周期相對(duì)較長(zhǎng)

走道等搬運(yùn)空間和運(yùn)輸通道要求高。相對(duì)短產(chǎn)品成熟度較好,配套對(duì)接

案對(duì)機(jī)房入口、電梯、走道等搬運(yùn)空間和運(yùn)輸通道承載要求更高。配套對(duì)接最少,比風(fēng)冷周期長(zhǎng),由于服務(wù)器整機(jī)柜打包交付,實(shí)施復(fù)雜度最小和建設(shè)周期相對(duì)最短當(dāng)前產(chǎn)品和解決方案成熟度最好,項(xiàng)目

付情況均比風(fēng)冷建設(shè)周6似現(xiàn)網(wǎng)風(fēng)冷快速上線方案優(yōu)點(diǎn) 界面與傳統(tǒng)風(fēng)冷類似產(chǎn)品成熟度較差,建設(shè)

內(nèi)容少,交付及后期運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)較小IT

實(shí)施難度最小IT側(cè)運(yùn)維范圍最大,尤其包含CDU及方案缺點(diǎn)

周期較長(zhǎng)

加機(jī)柜內(nèi)水路運(yùn)維

二次測(cè)管路等非常規(guī)IT類設(shè)備資料來(lái)源:ODCC《冷板液冷服務(wù)器設(shè)計(jì)白皮書》、研究所(1)解耦交付是液冷機(jī)柜與液冷服務(wù)(2)一體化交付是液冷整機(jī)柜(包括機(jī)柜和服務(wù)器)由廠商自定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行集成設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā),整機(jī)柜由同一廠商一體化交付。交付模式分析 解耦交付 一體化交付強(qiáng)液冷散熱競(jìng)爭(zhēng)力,利于提高液冷行業(yè)滲透率。表6:解耦式交付與一體化交付對(duì)比,一體化交付模式較為成熟交付模式分析 解耦交付 一體化交付服務(wù)器廠商職責(zé)范圍

提供液冷服務(wù)器設(shè)備,還需明確液冷服務(wù)器進(jìn)回水的溫度、配電要求

提供液冷整機(jī)柜及二次到管路的整體設(shè)計(jì)解決方案服務(wù)器 多廠家 單廠家根據(jù)既定接口及標(biāo)準(zhǔn)分別生產(chǎn)機(jī)柜與服務(wù)器,測(cè)試階段進(jìn)行原廠機(jī)柜和原廠服務(wù)器適配性較好,無(wú)法與非整體適配性適配

原廠設(shè)備匹配整體機(jī)房管理 可形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,后續(xù)易管理 各廠家標(biāo)準(zhǔn)不同,不容易對(duì)批量生產(chǎn)規(guī)模推廣靈活部詈基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)器廠家需安裝模式

協(xié)調(diào)合作。機(jī)柜供應(yīng)商提供機(jī)柜級(jí)的漏液監(jiān)測(cè)功能

與服務(wù)器結(jié)合部署采購(gòu)模式 機(jī)柜與服務(wù)器分別采購(gòu),促進(jìn)競(jìng)爭(zhēng),有利于降低價(jià)格 統(tǒng)一采購(gòu),受廠家限制較多同廠家整機(jī)柜交付,責(zé)任界面清晰;異常廠家運(yùn)維管理

各機(jī)柜及服務(wù)器配置統(tǒng)一,運(yùn)維方式相同,易于統(tǒng)一管理

運(yùn)維方式、接口、數(shù)據(jù)類型不同,需分別運(yùn)維管理產(chǎn)業(yè)成熟度 當(dāng)前尚不成熟 當(dāng)前較成盲插快接模式對(duì)現(xiàn)有軟管快接廠家服務(wù)器深度定制開(kāi)發(fā),交付周期約9個(gè)月;服務(wù)器/整機(jī)柜交付周期分析

3個(gè)月務(wù)器與機(jī)柜之間,機(jī)柜與不同品牌服務(wù)器之間可能存在不適開(kāi)展對(duì)接聯(lián)調(diào)、驗(yàn)證測(cè)試等

主流廠商已有量產(chǎn)的產(chǎn)品當(dāng)下液冷技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化方面還處于體交付模式不利于在液冷產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面進(jìn)行技術(shù)積累和創(chuàng)新引領(lǐng)資料來(lái)源:三大電信運(yùn)營(yíng)商《電信運(yùn)營(yíng)商液冷技術(shù)白皮書》、研究所2、冷板式液冷相對(duì)成熟,浸沒(méi)式液冷長(zhǎng)期發(fā)展空間大液冷是以液體工質(zhì)為傳熱介質(zhì),帶走設(shè)備熱量的散熱方式。由至少兩個(gè)相互隔離的循環(huán)回路組成,其中供給設(shè)備的內(nèi)循環(huán)也稱作二次側(cè),將熱CDU圖18:液冷系統(tǒng)二次側(cè)基本組成示意圖資料來(lái)源:ODCC《冷板式液冷服務(wù)器可靠性測(cè)試規(guī)范》單相冷板式液冷和單相浸沒(méi)式液冷為主要形式。種:一種是通過(guò)流體溫度升高而吸收熱量,此時(shí)流體形態(tài)始終保持液態(tài),也稱作相液冷了變化,也稱作相變液冷(源的接觸方式,液冷技術(shù)可以分為非接觸式液冷和接觸式液冷兩大類。非接觸式液冷可分為單相冷板式液冷和相變冷板式液冷,目前主要以單相冷板式液冷(下文提及冷板式液冷均為單相冷板式液冷)為主,相變冷板式液冷尚不成熟;接觸式液冷的液體與發(fā)熱源直接接觸,包括單相浸沒(méi)式液冷、相變浸沒(méi)式液冷和噴淋式液冷三種。圖19:液冷方式分類介紹資料來(lái)源:研究所冷板式液冷屬于非接觸式液冷,是通過(guò)液冷板(通常為銅鋁等導(dǎo)熱金屬構(gòu)成的封閉腔體)將發(fā)熱器件的熱量間接傳遞給封閉在循環(huán)管路中的冷卻液體,通過(guò)冷卻液體將熱量帶走的一種散熱形式。液體不與發(fā)熱源直接接觸,冷卻液多采用去離子水。(1)風(fēng)液復(fù)合半液冷:僅處理器或處理器(2)風(fēng)液復(fù)合全液冷:(3)PSU圖20:?jiǎn)蜗嗬浒迨揭豪湓硎疽鈭D資料來(lái)源:ODCC《冷板液冷服務(wù)器設(shè)計(jì)白皮書》冷板式液冷系統(tǒng)主要由冷卻塔、CDU、分液器(RCM)圖21:冷板式液冷系統(tǒng)原理圖資料來(lái)源:ODCC《冷板式液冷標(biāo)準(zhǔn)化及技術(shù)優(yōu)化白皮書》單相冷板式液冷作為非接觸式液冷的一種,行業(yè)內(nèi)具有10年以上的研究積累,在主流液冷方案中技術(shù)成熟度最高,對(duì)現(xiàn)有服務(wù)器芯片組件及附屬部件改動(dòng)量較小,過(guò)渡平緩,是解決大功耗設(shè)備部署、提升能效、降低制冷運(yùn)行費(fèi)用、降低TCO的有效應(yīng)用方案,PUE1.270dB左右。相變冷板式液冷散熱冷能力更強(qiáng),目前尚不成熟。效提升冷板液冷系統(tǒng)可靠性,由于部分氟化物沸點(diǎn)較低,在冷板內(nèi)吸收熱量后蒸發(fā)NVIDIA和國(guó)內(nèi)廠商有使用制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力熱管解決方案,這種方案可使散熱器與機(jī)柜的相對(duì)位置更加靈活,可支持多機(jī)柜的多聯(lián)系統(tǒng)。圖22:動(dòng)力熱管相變液冷意圖 圖23:SEGUENTE重力熱管案示意圖資料來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟《綠色節(jié)能液冷數(shù)據(jù)中心白皮書》

資料來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟《綠色節(jié)能液冷數(shù)據(jù)中心白皮書》浸沒(méi)式液冷屬于接觸式液冷,是以冷卻液作為傳熱介質(zhì),將發(fā)熱器件完全浸沒(méi)在冷卻液中,發(fā)熱器件與冷卻液直接接觸并進(jìn)行熱交換的制冷形式。浸沒(méi)式液冷系統(tǒng)Uan、ITIT中心PUE值可降至1.1及以下,圖24:浸沒(méi)式液冷原理示意圖資料來(lái)源:ODCC《冷板液冷服務(wù)器設(shè)計(jì)白皮書》按照熱交換過(guò)程中冷卻液是否存在相態(tài)變化,可分為單相浸沒(méi)液冷和兩相浸沒(méi)液冷兩類。作為傳熱介質(zhì)的二次側(cè)冷卻液在熱量傳遞過(guò)程中僅發(fā)生溫度變化,而不存在相態(tài)轉(zhuǎn)變,過(guò)程中完全依靠物質(zhì)的顯熱變化傳遞熱量。圖25:?jiǎn)蜗嘟](méi)液冷系統(tǒng)原理圖資料來(lái)源:中興通訊《中興通訊液冷技術(shù)白皮書》ITCDUCDU)作為傳熱介質(zhì)的二次側(cè)冷卻液在熱量傳遞過(guò)程中發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)變,依靠物質(zhì)的潛熱變化傳遞熱量。圖26:相變浸沒(méi)液冷系統(tǒng)原理圖資料來(lái)源:中興通訊《中興通訊液冷技術(shù)白皮書》相變浸沒(méi)液冷系統(tǒng)傳熱路徑與單相浸沒(méi)液冷基本一致。主要差異在于二次側(cè)冷設(shè)備完全浸沒(méi)在低沸點(diǎn)的液態(tài)冷卻液中,液態(tài)冷卻液吸收設(shè)備熱量后發(fā)生沸騰,汽化產(chǎn)生的高溫氣態(tài)冷卻液因密度較小,會(huì)逐漸匯聚到浸沒(méi)腔體頂部,與安裝在頂部的冷凝器發(fā)生換熱后冷凝為低溫液態(tài)冷卻液,隨后在重力作用下回流至腔體底部,實(shí)現(xiàn)對(duì)IT相變浸沒(méi)冷卻系統(tǒng)中冷卻介質(zhì)與發(fā)熱器件直接接觸,減少了熱阻;沒(méi)散熱方式相比,相變換熱效率高,潛熱(相變)為顯熱(非相變)的數(shù)百倍。CPU核溫低于6510-30%10-25%。力直接將冷卻液噴灑至發(fā)熱器件或與之連接的導(dǎo)熱元件上的液冷形式。系統(tǒng)主要由冷卻塔、CDU圖27:噴淋式液冷系統(tǒng)原理圖資料來(lái)源:中興通訊《中興通訊液冷技術(shù)白皮書》IT液,數(shù)據(jù)中心PUE可降至1.1左右?,F(xiàn)階段冷板式液冷生態(tài)最為成熟,可靠性較高。對(duì)比目前主流的4種液冷方式來(lái)看:>>>>>>>>>PUE板式和單相浸沒(méi)式相較其他液冷技術(shù)更有優(yōu)勢(shì),是當(dāng)前業(yè)界的主流解決方案。冷板在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域應(yīng)用更多,目前在液冷數(shù)據(jù)中心占據(jù)主流地位。內(nèi)對(duì)于老舊的存量C改造和新建的增量DCPUE表7:各液冷方式對(duì)比,冷板式液冷是主流方案液冷方案非接觸式液冷接觸式液冷冷板式熱管式相變浸沒(méi)式浸沒(méi)式單相浸沒(méi)式噴淋式本低PUE本低PUE1.1-1.21.15-1.25<1.05<1.09<1.1可維護(hù)性較簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單復(fù)雜復(fù)雜復(fù)雜供應(yīng)商華為、浪潮、曙光、聯(lián)想、超聚變等主流供應(yīng)僅浪潮曙光、諾亞等H3C、綠色云圖、云酷智能、曙光僅廣東合一商數(shù)創(chuàng)等

初始投資中等,運(yùn)維成本低

初始投資中等,運(yùn)維成本低

初始投資及運(yùn)維成本高

初始投資及運(yùn)維成本高

結(jié)構(gòu)改造及液體消耗成本大,液冷系統(tǒng)初始投資成IT設(shè)備、冷卻液、管路、供配電等不統(tǒng)一、服務(wù)生態(tài)器多與機(jī)柜耦合,支持廠家較多

IT設(shè)備需定制化,普IT/ 通光模塊等兼容性待光模塊待驗(yàn)證,國(guó)產(chǎn)驗(yàn)證 媒待驗(yàn)證

僅有一家數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景,無(wú)批量使應(yīng)用案例 多 少 超算領(lǐng)域較多 較多用初始投資中等,運(yùn)維成本低,PUE收益中等,分析從傳統(tǒng)模式過(guò)渡較平滑

初始投資中等,運(yùn)維成本低,熱管的散熱能力有限,PUE收益較低

收益最高,需使用專用機(jī)柜,服務(wù)器結(jié)構(gòu)需改造為刀片式

初始投資較高,PUE收益較高,部分部件不兼容,服務(wù)器結(jié)構(gòu)需改造

初始投資較高,運(yùn)維成本收益中等,部署方式同浸沒(méi)式,服務(wù)器結(jié)構(gòu)需改造資料來(lái)源:三大電信運(yùn)營(yíng)商《電信運(yùn)營(yíng)商液冷技術(shù)白皮書》、ODCC《冷板液冷服務(wù)器設(shè)計(jì)白皮書》、研究所,數(shù)據(jù)更新時(shí)間:2023.013、液冷產(chǎn)業(yè)鏈拆解液冷產(chǎn)業(yè)生態(tài)涉及產(chǎn)業(yè)鏈上中下游,包括上游的一次側(cè)和二次側(cè)產(chǎn)品零部件提ITDC服務(wù)商。上游主要為產(chǎn)品零部件及液冷設(shè)備,包括快速接頭(QCCUCMNnod或CM或VU、冷卻液、軟管、環(huán)路工藝?yán)涿焦┗仄绻埽↙CM)等組件或產(chǎn)品供應(yīng)商,代表廠商有3MITIDCEQUINIX、萬(wàn)國(guó)數(shù)據(jù)、寶信軟件、光環(huán)新網(wǎng)、潤(rùn)澤科技、數(shù)據(jù)港、世紀(jì)互聯(lián)等,以及分布在電信信息、互聯(lián)網(wǎng)、政府、金融、交通和能源等行業(yè)的信息化應(yīng)用客戶。圖28:液冷產(chǎn)業(yè)鏈上下游資料來(lái)源:三大電信運(yùn)營(yíng)商《電信運(yùn)營(yíng)商液冷技術(shù)白皮書》、各公司官網(wǎng)、研究所一次側(cè)主要指在液冷系統(tǒng)內(nèi)負(fù)責(zé)將被冷卻設(shè)備元器件的發(fā)熱量傳遞至冷卻液分配單元的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)。一次側(cè)冷卻環(huán)路由冷源和一側(cè)回路等構(gòu)成,(1)干冷器(2)冷卻塔((制冷機(jī)組壓縮圖29:液冷一次側(cè)散熱設(shè)備示意圖資料來(lái)源:ODCC《冷板液冷標(biāo)準(zhǔn)化及技術(shù)優(yōu)化白皮書》、ODCC《冷板式液冷服務(wù)器可靠性測(cè)試規(guī)范》、研究所開(kāi)式冷卻塔閉式冷卻塔干冷器表開(kāi)式冷卻塔閉式冷卻塔干冷器初投資 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低 成本較高占地面積介于開(kāi)式塔與干占地面積 占地面積較小冷器之間環(huán)境溫度較低時(shí)可干工況

成本介于閉式塔與開(kāi)式塔之間占地面積較大可實(shí)現(xiàn)全年干工況運(yùn)耗水量

循環(huán)水直接噴淋,運(yùn)行就會(huì)產(chǎn)生蒸發(fā)損失,耗水量較大

干冷器之間耗電量介于開(kāi)式塔與干冷

行,增加噴淋或濕簾系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生少量水量消耗耗電量 耗電量較低循環(huán)水與空氣直接接觸,水質(zhì)

器之間

耗電量較高水質(zhì)較差,容易結(jié)垢、滋生細(xì)菌

閉式循環(huán),水質(zhì)較好 閉式循環(huán),水質(zhì)較好適用場(chǎng)景

適用于室外空氣質(zhì)量較好的地區(qū)

適用于室外空氣質(zhì)量較差且對(duì)循環(huán)水質(zhì)要求較高的場(chǎng)合

適用于干冷、缺水地區(qū),夏季炎熱地區(qū)需要增加噴淋或濕簾系統(tǒng)資料來(lái)源:《中興通訊液冷技術(shù)白皮書》、研究所冷卻塔由于需要消耗大量的水,適用于水源充足地區(qū);干冷器則適用于溫度較低、較為缺水的區(qū)域。一側(cè)進(jìn)水溫度 冷源配置表9:不同一次側(cè)進(jìn)水溫度下的冷源配置一側(cè)進(jìn)水溫度 冷源配置>45℃

冷水機(jī)組,輔以水經(jīng)濟(jì)器(板式換熱器)冷卻塔或干冷器,輔以區(qū)域熱回收系統(tǒng)資料來(lái)源:ODCC《冷板液冷標(biāo)準(zhǔn)化及技術(shù)優(yōu)化白皮書》、研究所(一)冷板組件冷板是帶有內(nèi)部流體通道并允許冷卻工質(zhì)流過(guò)的熱交換器或散熱器。冷板安裝在需要冷卻卻的電子元器件熱表面上,將元器件產(chǎn)生的熱量通過(guò)液體冷卻工質(zhì)傳遞到冷量分配單元的板式熱交換器。冷板組件由冷板、配套管路、扣具、轉(zhuǎn)接頭、快速接頭QDC、漏液檢測(cè)裝置等主要零部件構(gòu)成。套管路、QDC、CDU、RCM、LCM等形成二次側(cè)冷卻環(huán)路,并最終將處理器熱量圖30:冷板組件構(gòu)成示意圖 圖31:冷板實(shí)物圖資料來(lái)源:ODCC《冷板液冷標(biāo)準(zhǔn)化及技術(shù)優(yōu)化白皮書》 資料來(lái)源:ODCC《冷板液冷標(biāo)準(zhǔn)化及技術(shù)優(yōu)化白皮書》(二)快速接頭(QDC)RCMLCM可實(shí)現(xiàn)的快速連接和斷開(kāi)功能,方便帶壓連接和斷開(kāi)。接通;當(dāng)插頭和插座斷開(kāi)時(shí),彈簧自復(fù)位確保供液中斷,工藝?yán)涿讲粫?huì)溢出到系統(tǒng)圖32:自鎖式快速接頭示圖 圖33:冷板服務(wù)器組件與RCM之間用快速接頭連接資料來(lái)源:ODCC《冷板液冷標(biāo)準(zhǔn)化及技術(shù)優(yōu)化白皮書》 資料來(lái)源:ODCC《冷板液冷標(biāo)準(zhǔn)化及技術(shù)優(yōu)化白皮書》(三)機(jī)柜工藝?yán)涿焦┗仄绻埽≧CM)機(jī)柜工藝?yán)涿焦┗仄绻埽≧M,又稱分集液器(nod)或豎直分液?jiǎn)卧║RM一般QDCLCM圖34:機(jī)柜工藝?yán)涿焦┗毓埽≧CM) 圖35:RCM置于機(jī)柜背部資料來(lái)源:ODCC《冷板液冷標(biāo)準(zhǔn)化及技術(shù)優(yōu)化白皮書》 資料來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟《綠色節(jié)能液冷數(shù)據(jù)中心白皮書》(四)環(huán)路工藝?yán)涿焦┗仄绻埽↙CM)CDURCMLCM圖36:環(huán)形液冷管路示意圖 圖37:LCM用于連接CDU和機(jī)柜資料來(lái)源:英維克官網(wǎng) 資料來(lái)源:ODCC《冷板液冷標(biāo)準(zhǔn)化及技術(shù)優(yōu)化白皮書》(五)冷量分配單元(CDU)CDU將進(jìn)入服務(wù)器冷板組件的工藝?yán)涿脚c冷源側(cè)的冷卻水進(jìn)行隔離,并將冷卻后的工藝?yán)銫DU液換熱的板式換熱器,其次是用于工藝?yán)涿窖h(huán)輸送的二次側(cè)泵,再次是配置工藝?yán)涿较到y(tǒng)(即二次側(cè))所需的調(diào)節(jié)、定壓、補(bǔ)水、排氣等裝置,包括電動(dòng)球閥、定壓罐、/圖38:CDU內(nèi)部構(gòu)成示意圖資料來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟《綠色節(jié)能液冷數(shù)據(jù)中心白皮書》CDU(分布式(集中式、(集中式UC一般采用柜式U或平臺(tái)式,以減少設(shè)備維護(hù)量。圖39:分布式CDU放置于機(jī)下方 圖40:集中式CDU單獨(dú)陳列資料來(lái)源:ODCC《冷板液冷服務(wù)器設(shè)計(jì)白皮書》 資料來(lái)源:ODCC《冷板液冷服務(wù)器設(shè)計(jì)白皮書》CDU類型 集中式CDU 分布式CDU表10:集中式CDU類型 集中式CDU 分布式CDUCDU布置在機(jī)柜外,每列機(jī)柜布置兩個(gè)CDU,一主布局一備液冷二次側(cè)冷卻環(huán)路主要由內(nèi)循環(huán)通道部分組成 液冷IT設(shè)備、IT設(shè)備柜內(nèi)配流管路組件、二次冷卻管網(wǎng)系統(tǒng)等組成系統(tǒng)管路連接 較多,需二次側(cè)管路部署,需考慮二次側(cè)流量分配

CDU布置在機(jī)柜內(nèi)部,每個(gè)機(jī)柜對(duì)應(yīng)一個(gè)CDUCDU(內(nèi)循環(huán)通道部分設(shè)備、IT設(shè)備柜內(nèi)配流管路組件系統(tǒng)等組成/無(wú)流量浪費(fèi)空間利用率 較低,占用機(jī)房空間 較高,集成于機(jī)柜內(nèi)部相對(duì)簡(jiǎn)單,出現(xiàn)故障可集中診斷和維護(hù),但影響范圍相對(duì)復(fù)雜,需多點(diǎn)診斷和維護(hù),但故障影響范圍局限在單個(gè)機(jī)可維護(hù)性

大;二次側(cè)冷卻液循環(huán)路徑長(zhǎng),需關(guān)注冷卻液潔凈度柜內(nèi);冷卻液盡在機(jī)柜側(cè)循環(huán),路徑短,有利于保持潔凈度。CDU也不會(huì)適用場(chǎng)景

CDU可減少設(shè)備維護(hù)量,增加管路維護(hù)量。適用

耗匹配技術(shù)成熟度 較高,起步較早,應(yīng)用相對(duì)較多 較高,起步較晚,正在創(chuàng)新應(yīng)用制冷量

機(jī)柜式:200-600KW

機(jī)架式

風(fēng)-液型:6-20KW平臺(tái)式:1200-3500KW 液液型:20-60KW資料來(lái)源:三大電信運(yùn)營(yíng)商《電信運(yùn)營(yíng)商液冷技術(shù)白皮書》、中興通訊《中興通訊液冷技術(shù)白皮書》、研究所(六)工藝?yán)涿叫?、成本?yōu)劣等。2023225%25%(一)浸沒(méi)腔體(TANK)兩側(cè)和下部,形成圖液冷服務(wù)器,二拖一結(jié)構(gòu) 圖42:?jiǎn)蜗嘟](méi)式示意圖資料來(lái)源:ODCC《浸沒(méi)式液冷數(shù)據(jù)中心運(yùn)維車白皮書》 資料來(lái)源:三大電信運(yùn)營(yíng)商《電信運(yùn)營(yíng)商液冷技術(shù)白皮書》(二)液冷換熱模塊(CDM)液冷換熱模塊簡(jiǎn)稱“CDM”,用于二次側(cè)氣態(tài)冷卻介質(zhì)與一次側(cè)冷源進(jìn)行換熱,是對(duì)液冷IT設(shè)備提供冷量分配與智能管理的模塊。CDM是為解決相變浸沒(méi)式液冷服務(wù)器散熱問(wèn)題所推出的一體化散熱模塊,具有超低能耗、高制冷效率、低噪聲、高可靠性等特點(diǎn)。(三)浸沒(méi)式液冷冷卻介質(zhì)浸沒(méi)式液冷冷卻介質(zhì)與服務(wù)器直接接觸,應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的熱穩(wěn)定性,同時(shí)應(yīng)具備良好的絕緣性和電氣特性,材料兼容性優(yōu),且安全、環(huán)保、無(wú)毒。單相浸沒(méi)式液冷冷卻介質(zhì)還應(yīng)具備較高的沸點(diǎn);相變浸沒(méi)式液冷冷卻介質(zhì)還應(yīng)具備較低的沸點(diǎn)和較高的汽化潛熱。IT設(shè)備(一)機(jī)架式冷板液冷服務(wù)器將、、DIMM、VR大的部件散熱從風(fēng)冷升級(jí)到液冷,其余部位仍采用傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱,以提高服務(wù)器的器廠商均已推出冷板式液冷服務(wù)器,(1對(duì)于傳統(tǒng)PU兩個(gè)UCPUCPU1冷板流出,并帶走兩CPU圖43:機(jī)架式CPU冷板液冷方案 圖44:風(fēng)液復(fù)合半液式服器部資料來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟《綠色節(jié)能液冷數(shù)據(jù)中心白皮書》

資料來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟《綠色節(jié)能液冷數(shù)據(jù)中心白皮書》對(duì)于AIGPUCPU8個(gè)GPUCPUGPU導(dǎo)熱和對(duì)流吸收CPU和GPU圖45:寧暢A800冷板式液冷務(wù)器X660G45LP 圖46:NVIDIA液冷A100示意圖資料來(lái)源:ODCC《AI服務(wù)器白皮書》 資料來(lái)源:英偉達(dá)官網(wǎng)(二)浸沒(méi)式液冷服務(wù)器浸沒(méi)式液冷服務(wù)器完全浸沒(méi)在冷卻液中,不能有風(fēng)扇等轉(zhuǎn)動(dòng)部件,扇以及PSU有基礎(chǔ)設(shè)施體系不兼容等問(wèn)題,生態(tài)還需進(jìn)一步完善。其中,10-30%圖47:浸沒(méi)式雙路刀片服器意圖 圖48:曙光浸沒(méi)式液冷服器“1拖2”單元結(jié)構(gòu)資料來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟《綠色節(jié)能液冷數(shù)據(jù)中心白皮書》

資料來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟《綠色節(jié)能液冷數(shù)據(jù)中心白皮書》(三)液冷交換機(jī)交換機(jī)是實(shí)現(xiàn)服務(wù)器之間高速互聯(lián)必不可少的設(shè)備之一。冷服務(wù)器組網(wǎng)中,可配套冷板式液冷交換機(jī)或仍采用傳統(tǒng)風(fēng)冷式交換機(jī);在浸沒(méi)式液冷服務(wù)器組網(wǎng)中,部分或全部交換機(jī)需配套浸沒(méi)式液冷交換機(jī),并搭配使用液冷圖49:兩種浸沒(méi)式液冷部方案 圖50:浸沒(méi)式交換機(jī)置于中資料來(lái)源:銳捷網(wǎng)絡(luò)官網(wǎng) 資料來(lái)源:銳捷網(wǎng)絡(luò)官網(wǎng)圖51:液冷電源與液冷光塊意圖 圖52:銳捷浸沒(méi)式液冷交機(jī)意圖資料來(lái)源:銳捷網(wǎng)絡(luò)官網(wǎng) 資料來(lái)源:銳捷網(wǎng)絡(luò)官網(wǎng)、壁壘4.1、液冷產(chǎn)業(yè)或?qū)⒂瓉?lái)高速增長(zhǎng)期,眾多公司積極布局IT2023202268.250.2圖53:中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施部署規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)(MW)1601401201008060402002020 2021 2022 2023H1

圖54:中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)(億元)807060504030201002020 2021 2022 2023H1數(shù)據(jù)來(lái)源:賽迪顧問(wèn)、研究所 數(shù)據(jù)來(lái)源:賽迪顧問(wèn)、研究所20232020-202290%10%27349.122210.1189.9%3.7%;20236.6202315.1%,20278990%對(duì)原有基礎(chǔ)設(shè)施的改造成本和難度的考慮,以及當(dāng)前冷板式方案成熟度較2023務(wù)器上半年出貨量中54%的AIGC2023CR3左右。圖55:中國(guó)液冷服務(wù)器市規(guī)有望持續(xù)增(億美元 圖56:2023H1浪潮、寧暢液冷務(wù)器市場(chǎng)份額較高數(shù)據(jù)來(lái)源:IDC 數(shù)據(jù)來(lái)源:IDC我們認(rèn)為,對(duì)于服務(wù)器內(nèi)部,液冷系統(tǒng)部署關(guān)鍵是液冷零部件(QDC圖57:液冷與風(fēng)冷交付方式和競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的區(qū)別資料來(lái)源:研究所海外液冷服務(wù)器公司主要有戴爾、惠普、思科、超微電腦等,浸沒(méi)式液冷市場(chǎng)的主要公司有GRC、LiquidStack、Midas等;冷板式液冷市場(chǎng)主要公司有CoolITSystems、Asetek、Motivair等,目前主要廠商在液冷技術(shù)方面還處于實(shí)驗(yàn)或初步應(yīng)用階段,市場(chǎng)并未形成絕對(duì)龍頭。20232019年提出XGlacier(PUQDC:冷板式浸沒(méi)式液冷CDU圖、依米康;IDC表11公司名稱液冷路徑液冷解決方案推出時(shí)間公司名稱液冷路徑液冷解決方案推出時(shí)間XGlacier服務(wù)器液冷解決方案2019年英維克冷板式/浸沒(méi)式全鏈條液冷解決方案2021年Coolinside全鏈條液冷解決方案2022年C7000系列冷板式液冷產(chǎn)品2018年

C8000系列相變浸沒(méi)液冷產(chǎn)品 2019年高瀾股份冷板式/浸沒(méi)式2021年浸沒(méi)式液冷服務(wù)器熱管理解決方案同飛股份冷板式/浸沒(méi)式同飛股份板式液冷及浸沒(méi)式液冷全鏈條解決方案高瀾股份冷板式/浸沒(méi)式2021年浸沒(méi)式液冷服務(wù)器熱管理解決方案同飛股份冷板式/浸沒(méi)式同飛股份板式液冷及浸沒(méi)式液冷全鏈條解決方案2023年佳力圖冷板式/浸沒(méi)式研發(fā)布局中—依米康冷板式/浸沒(méi)式祥云系列冷板型和浸沒(méi)型液冷解決方案2023年科華數(shù)據(jù)冷板式/浸沒(méi)式WiseCooling液冷解決方案2023年浪潮信息冷板式/浸沒(méi)式ALLin液冷,發(fā)布全棧冷板式液冷產(chǎn)品2022年中興通訊冷板式(浸沒(méi)式在研)ICT液冷一體化解決方案2023年紫光股份冷板式/浸沒(méi)式ALLinGREEN,推出全棧液冷解決方案2023年冷板式液冷服務(wù)器熱管理解決方案/資料來(lái)源:各公司官網(wǎng)、公司公告、研究所、行業(yè)壁壘:技術(shù)、客戶認(rèn)證、運(yùn)維等綜合能力的競(jìng)爭(zhēng)我們認(rèn)為液冷行業(yè)存在較高技術(shù)壁壘、客戶認(rèn)證壁壘和運(yùn)維壁壘。IT并造成客戶經(jīng)濟(jì)損失,檻。進(jìn)行綜合考察,因此認(rèn)證過(guò)程復(fù)雜且耗時(shí)較長(zhǎng)。此外,設(shè)施供應(yīng)商會(huì)對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性形成風(fēng)險(xiǎn),客戶在與液冷數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商建立生產(chǎn)配套關(guān)系后,傾向于維持與現(xiàn)有技術(shù)供應(yīng)商的合作,不會(huì)輕易更換主要供應(yīng)商。內(nèi)爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額、改變行業(yè)現(xiàn)有格局,熱性能或?qū)е侣┮?,造成客戶損失。冷卻介質(zhì)循環(huán)管路、歧管、冷卻塔和泵的運(yùn)維難度相對(duì)較大,需要定期檢測(cè),要求供應(yīng)商具備較強(qiáng)的運(yùn)維能力,具有一定運(yùn)維門檻。5、液冷相關(guān)企業(yè)介紹英維克是業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的精密溫控節(jié)能解決方案和產(chǎn)品提供商,致力于為云計(jì)算數(shù)據(jù)中心、算力設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)、電力電網(wǎng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域提供設(shè)備散熱解決方案,為客車、重卡、冷藏車、地鐵等車輛提供相關(guān)車用的空調(diào)、冷機(jī)等產(chǎn)品及服務(wù),并為人居健康空氣環(huán)境推出系列的空氣環(huán)境機(jī)。20228Intel20CoolinsideCDUManifold、冷板等已規(guī)模商用,“端到端、全鏈條”圖58:英維克CPU冷板 圖59:英維克冷板資料來(lái)源:英維克官網(wǎng) 資料來(lái)源:英維克官網(wǎng)圖60:英維克Coolinside全鏈條液冷解決方案拆解圖 圖61:英維克集中式浸沒(méi)冷CDU+一

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