核心观点
　　AI算力提升机柜功率密度，“东数西算”工程对于PUE提出严格要求，数据中心液冷方案渗透率有望提升。同时，服务器厂商已大力布局液冷产品，对于产业链协同问题的疑虑已经消除。液冷方案价值量显著高于传统风冷方案，随着国内数据中心建设推进和液冷渗透率提升，机房液冷温控市场空间广阔。
　　摘要
　　1、AI服务器需要高功率机柜，液冷或成为必选项。
　　AI大模型训练和推理运算所用的GPU服务器的功率密度将大幅提升，以英伟达DGXA100服务器为例，其单机最大功率约可以达到6.5kW，大幅超过单台普通CPU服务器500w左右的功率水平。根据《冷板式液冷服务器可靠性白皮书》数据显示，自然风冷的数据中心单柜密度一般只支持8-10kW，通常液冷数据中心单机柜可支持30kW以上的散热能力，并能较好演进到100kW以上，相比较而言液冷的散热能力和经济性均有明显优势。目前在AI算力需求的推动下，如浪潮信息、中兴通讯等服务器厂商已经开始大力布局液冷服务器产品，产业化进度有望加速。
　　2、“东数西算”工程明确PUE要求，液冷渗透率或显著提升。
　　当前我国数据中心年用电量已占全社会用电的2%-3%左右，东部核心地区已经提出严格要求，例如北上广均有明确政策要求新建数据中心PUE限制在1.3以下。“东数西算”工程要求张家口、韶关、长三角、芜湖、天府、重庆集群的PUE在1.25以下，和林格尔、贵安、中卫、庆阳集群的PUE在1.2以下。“东数西算”工程枢纽节点内的PUE要求更高，同时考虑到整体规划布局，未来新增机柜更多将在枢纽节点内，风冷方案在某些地区可能无法严格满足要求，液冷方案渗透率有望加速提升。
　　3、液冷方案价值量显著提升，市场空间广阔。
　　假设国内每年新增机柜数为100万架，新增IT负载量为250万kW，若全部采用风冷方案则对应温控市场规模为175亿元；若液冷方案渗透率达到70%则对应温控市场规模为315亿元（+80%），其中液冷温控市场规模为262.5亿元，实际情况也可能更乐观。在液冷方案加速渗透过程中，数据中心温控厂商、液冷板制造厂商等有望受益，建议关注网宿科技、英维克、科创新源、飞荣达、依米康等。
　　4、风险提示：国际环境变化；人工智能行业发展不及预期；数字经济和数字中国建设发展不及预期等。
　　

研究报告全文：证券研究报告行业动态AIGC发展与东数西算有通信望提升液冷温控渗透率核心观点维持强于大市AI算力提升机柜功率密度东数西算工程对于PUE提出严格要阎贵成求数据中心液冷方案渗透率有望提升同时服务器厂商已大力yanguichengcsccomcn布局液冷产品对于产业链协同问题的疑虑已经消除液冷方案价值量显著高于传统风冷方案随着国内数据中心建设推进和液冷渗010-85159231透率提升机房液冷温控市场空间广阔SAC编号S1440518040002SFC编号BNS315摘要武超则wuchaozecsccomcn1AI服务器需要高功率机柜液冷或成为必选项010-85156318SAC编号s1440513090003AI大模型训练和推理运算所用的GPU服务器的功率密度将大幅提编号升以英伟达DGXA100服务器为例其单机最大功率约可以达到SFCBEM20865kW大幅超过单台普通CPU服务器500w左右的功率水平根刘永旭据冷板式液冷服务器可靠性白皮书数据显示自然风冷的数据liuyongxucsccomcn中心单柜密度一般只支持8-10kW通常液冷数据中心单机柜可支持010-8645144030kW以上的散热能力并能较好演进到100kW以上相比较而言SAC编号S1440520070014液冷的散热能力和经济性均有明显优势目前在AI算力需求的推动下如浪潮信息中兴通讯等服务器厂商已经开始大力布局液冷服务器产品产业化进度有望加速发布日期2023年04月12日2东数西算工程明确PUE要求液冷渗透率或显著提升市场表现当前我国数据中心年用电量已占全社会用电的2-3左右东部核48心地区已经提出严格要求例如北上广均有明确政策要求新建数据28中心PUE限制在13以下东数西算工程要求张家口韶关8长三角芜湖天府重庆集群的PUE在125以下和林格尔贵安中卫庆阳集群的PUE在12以下东数西算工程枢纽节-12点内的PUE要求更高同时考虑到整体规划布局未来新增机柜更2023212202241220225122022612202271220228122022912202311220233122022111220221212多将在枢纽节点内风冷方案在某些地区可能无法严格满足要求20221012通信上证指数液冷方案渗透率有望加速提升3液冷方案价值量显著提升市场空间广阔相关研究报告假设国内每年新增机柜数为100万架新增IT负载量为250万kW若全部采用风冷方案则对应温控市场规模为175亿元若液冷方案渗透率达到70则对应温控市场规模为315亿元80其中液冷温控市场规模为2625亿元实际情况也可能更乐观在液冷方案加速渗透过程中数据中心温控厂商液冷板制造厂商等有望受益建议关注网宿科技英维克科创新源飞荣达依米康等4风险提示国际环境变化人工智能行业发展不及预期数字经济和数字中国建设发展不及预期等本报告由中信建投证券股份有限公司在中华人民共和国仅为本报告目的不包括香港澳门台湾提供在遵守适用的法律法规情况下本报告亦可能由中信建投国际证券有限公司在香港提供同时请参阅最后一页的重要声明通信行业动态报告目录一AI大算力服务器需要高功率机柜液冷或成必选项1二国家东数西算工程明确PUE要求液冷渗透率或显著提升3三液冷方案价值量显著提升市场空间广阔6风险分析7图表目录图表1IDC机房的各类消耗1图表2我国数据中心能耗分布1图表3液冷数据中心制冷架构示意图2图表4各类制冷方式情况梳理2图表5浪潮信息液冷服务器产品3图表6中兴通讯全液冷数据中心项目获奖3图表7各地关于数据中心节能要求的文件4图表8东数西算工程设立8个节点5图表9东数西算工程设立10个集群5图表10华北地区某数据中心节能改造示意图6图表11中国IDC标准机架规模6图表12数据港Capex支出构成7图表13数据港OPEX支出构成7请参阅最后一页的重要声明通信行业动态报告一AI大算力服务器需要高功率机柜液冷或成必选项人工智能大模型训练和推理运算所用的GPU服务器的功率密度将大幅提升以英伟达DGXA100服务器为例其单机最大功率约可以达到65kW大幅超过单台普通CPU服务器500w左右的功率水平在此情况下一方面需要新建超大功率的机柜另一方面为降低PUE预计液冷温控渗透率将快速提升PUE值是衡量IDC能效的重要指标PUE的计算方法为数据中心的总耗电量比上IT设备的耗电量数值越接近1表明IDC的能效越高根据赛迪顾问的统计数据2019年中国数据中心的能耗中约有43是用于IT设备的散热基本与45的IT设备自身的能耗持平因此设备散热能耗成为降低PUE的关键影响因素图表1IDC机房的各类消耗图表2我国数据中心能耗分布散热能耗IT设备能耗供配电能耗照明及其他20100430450数据来源中国热管理网中信建投数据来源赛迪顾问中信建投液冷数据中心适合提供高密算力提升单柜部署密度提高数据中心单位面积利用率根据冷板式液冷服务器可靠性白皮书数据显示液体相对空气能够传热更快相差20-25倍能够带走更多热量相差2000-3000倍给高密部署提供了较好方案通常液冷数据中心单机柜可以支持30kW以上的散热能力并能较好演进到100kW以上自然风冷的数据中心单柜密度一般只支持8kW-10kW冷热风道隔离的微模块加水冷空调水平制冷在15kW以上性价比将大幅降低相比较而言液冷的散热能力和经济性均有明显优势由于AIGC的发展大功率AI服务器出货量有望快速增长进而要求单机柜功率要明显提升业界已经开始规模建设20kW30kW功率的机柜同时数据中心降PUE也是刚需在此背景下由于风冷技术在高功率机柜制冷方面的短板比较明显因此液冷有望成为AI大算力数据中心的主要制冷方案请参阅最后一页的重要声明1通信行业动态报告图表3液冷数据中心制冷架构示意图数据来源ODCC中信建投数据中心液冷方案主要分为冷板式和浸没式两种技术路径此外还有喷淋式根据中国液冷数据中心发展白皮书液冷是指使用液体取代空气作为冷媒为发热部件进行换热的技术一般来说行业将液冷分为直接冷却和间接冷却其中直接冷却以浸没式液冷技术为主间接冷却以冷板式液冷技术为主图表4各类制冷方式情况梳理方式PUE支撑单机柜功率示意图传统风冷14以上10kW以下冷冻水间接12-1420kW以下蒸发冷却等冷板式液冷12以下20-50kW请参阅最后一页的重要声明2通信行业动态报告浸没式液冷12以下50kW以上数据来源英维克依米康阿里巴巴中信建投无论是冷板式液冷还是浸没式液冷都需要数据中心温控和ICT设备厂商彼此配合此前市场对于产业链的协作问题存在疑虑目前在AI算力需求的推动下服务器厂商已经开始大力布局液冷服务器产品液冷的产业化进度有望加速2022年浪潮信息将Allin液冷纳入公司发展战略全栈布局液冷实现通用服务器高密度服务器整机柜服务器AI服务器四大系列全线产品均支持冷板式液冷建成年产能10万台的亚洲最大液冷数据中心研发生产基地实现了业界首次冷板式液冷整机柜的大批量交付2022年中兴通讯发布了中兴通讯液冷技术白皮书公司建设的全液冷数据中心项目获得了2022年CDCC数据中心科技成果奖近期公司G5系列服务器在泰国进行海外市场首发支持液冷散热技术采用冷板式液冷散热图表5浪潮信息液冷服务器产品图表6中兴通讯全液冷数据中心项目获奖数据来源浪潮信息中信建投数据来源中兴通讯中信建投二国家东数西算工程明确PUE要求液冷渗透率或显著提升当前我国数据中心年用电量已占全社会用电的2-3左右东部核心地区针对数据中心PUE已经提出严格要求为确保实现碳达峰碳中和目标需要在数据中心建设模式技术标准可再生能源利用等方面进一步挖掘节能减排潜力多地已针对数据中心的绿色低碳发展提出规划方案北京发布北京市数据中心统筹发展实施方案2021-2023年提出将有序关闭腾退低利用率的数据中心新建云数据中心更强调绿色PUE不高于13用于数据存储功能的机柜功率占比不超过20广东省能源局2021年4月发布关于明确全省数据中心能耗保障相关要求的通知明确提出利用市场和行政手段推动绿色低碳发展要求加大节能技术改造力度十四五期间PUE降至13以下上海在2019年发布的信息基础设施三年行动计划中提请参阅最后一页的重要声明3通信行业动态报告出新建数据中心PUE限制在13以下存量数据中心PUE不高于14图表7各地关于数据中心节能要求的文件地区时间文件重点内容鼓励重点行业利用绿色数据中心等新型基础设施实现节能降耗新建国家发关于严格能效约束推动重点领域节2021年10月大型超大型数据中心电能利用效率不超过13到2025年数据中改委能降碳的若干意见心电能利用效率普遍不超过15对年均PUE高于20或平均单机架功率低于25千瓦或平均上架率低于30的功能落后的备份存储类数据中心要逐步关闭加快对年均PUE北京市数据中心统筹发展实施方案高于18或平均单机架功率低于3千瓦的数据中心进行改造改造后北京2021年4月2021-2023的计算型云数据中心PUE不应高于13新建云数据中心PUE不应高于13单机架功率不应低于6千瓦用于数据存储功能的机柜功率比例不高于机柜总功率的20新建扩建数据中心年能源消费量小于1万吨标准煤的项目PUE值不应高于13年能源消费量大于等于1万吨标准煤且小于2万吨标准煤的项目PUE值不应高于125年能源消费量大于等于2万吨标准煤且小于3万吨标准煤的项目PUE值不应高于12年能源消费关于进一步加强数据中心项目节能北京2021年7月量大于等于3万吨标准煤的项目PUE值不应高于115对于超过标审查的若干规定准限定值PUE值14的数据中心按月征收差别电价电费对于PUE14且18的项目单位电耗超过限额标准一倍以内执行的电价加价标准为每度电加价02元对于PUE18的项目单位电耗超过限额标准一倍以上每度电加价05元上海市推进新一代信息基础设施建统筹空间规模用能加强长三角区域协同布局高端绿色数据上海2018年10月设助力提升城市能级和核心竞争力三中心总规模控制在16万个推动存量数据中心PUE不高于14新年行动计划2018-2020年建数据中心PUE限制在13以下到2020年全市互联网数据中心新增机架数严格控制在6万架以内关于加强本市互联网数据中心统筹上海2019年1月坚持用能限额新建互联网数据中心PUE值严格控制在13以下改建设的指导意见建互联网数据中心PUE值严格控制在14以下对于PUE值为135-14含135的数据中心新增能源消费量可给予实际替代量10及以下的支持对于PUE值为130-135含130深圳市发展和改革委员会关于数据的数据中心新增能源消费量可给予实际替代量20及以下的支持广东2019年4月中心节能审查有关事项的通知对于PUE值为125-130含125的数据中心新增能源消费量可给予实际替代量30及以下的支持对于PUE值低于125的数据中心新增能源消费量可给予实际替代量40以上的支持加大节能技术改造力度以节能技术标准倒逼传统数据中心加快绿色关于明确全省数据中心能耗保障相广东2021年4月节能技术改造十四五期间PUE值需降至13以下提高全省关要求的通知数据中心整体能效水平绿色节能水平不断提高数据中心普遍达到三星级以上标准新建数关于杭州市数据中心优化布局建设浙江2020年4月据中心PUE能源使用效率值不高于14改造后的数据中心PUE的意见值不高于16资料来源发改委中信建投请参阅最后一页的重要声明4通信行业动态报告2022年2月国家发展改革委中央网信办工业和信息化部国家能源局联合印发通知同意在京津冀长三角粤港澳大湾区成渝内蒙古贵州甘肃宁夏8地启动建设国家算力枢纽节点规划了10个国家数据中心集群标志着全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计东数西算工程正式全面启动图表8东数西算工程设立8个节点图表9东数西算工程设立10个集群数据来源发改委中信建投数据来源发改委中信建投根据发改委表态东数西算工程总体思路有三方面一是推动全国数据中心适度集聚集约发展二是促进数据中心由东向西梯次布局统筹发展三是实现东数西算循序渐进快速迭代在当前起步阶段8个算力枢纽内规划设立10个数据中心集群划定了物理边界并明确了绿色节能上架率等发展目标如集群内数据中心的平均上架率至少要达到65以上要求张家口韶关长三角芜湖天府重庆集群的PUE在125以下和林格尔贵安中卫庆阳集群的PUE在12以下根据央视新闻报道东数西算工程自启动至今全国新增投资超过4000亿元整个十四五期间将累计带动各方面投资超过3万亿元东数西算工程的8个国家算力枢纽节点建设已全部开工工程从系统布局进入全面建设阶段在已经开工的8个国家算力枢纽中今年新开工的数据中心项目近70个其中西部新增数据中心的建设规模超过60万机架同比翻倍至此国家算力网络体系架构初步形成我们认为无论是在原来的东部核心区域还是东数西算工程的枢纽节点内政策端均对新建数据中心以及存量数据中心的PUE提出严格要求其中枢纽节点内的要求更高同时考虑到整体规划布局未来新增机柜更多将在枢纽节点内因此采用高效的机房温控方案来降低PUE是大势所趋根据间接蒸发冷却在华北地区某数据中心的应用数据显示华北地区某数据中心一期IT备总负荷为3150kW采用集中式冷水机组房间级空调末端的供冷架构机房年均PUE为14采用新增间接蒸发冷却冷水机组的技术措施对一期机房实施节能改造后机房年均PUE降至128但值得注意的是东数西算枢纽节点对于PUE的要求为125或12以下采用冷冻水或间接蒸发冷却风冷方案在某些高温高湿地区可能无法严格满足上述要求因此我们预计液冷方案渗透率有望加速提升请参阅最后一页的重要声明5通信行业动态报告图表10华北地区某数据中心节能改造示意图数据来源间接蒸发冷却在华北地区某数据中心的应用中信建投三液冷方案价值量显著提升市场空间广阔在数字中国和人工智能推动云计算市场回暖的背景下IDC作为云基础设施产业链的关键环节也有望进入需求释放阶段在过去两年半受多重因素影响云计算需求景气度下行但IDC建设与供给未出现明显放缓情况2021年和2022年我国分别新增标准机柜数量120万架和150万架按25kW进行折算随着宏观经济向好平台经济发展恢复AIGC等拉动IDC需求有望逐步释放虽然2023新增供给量有望较2022年减少例如三大运营商2022年新增IDC机柜156万架2023年计划新增114万架但在东数西算工程加速建设的大背景下预计每年国内IDC机柜增加量仍有望在100万架左右图表11中国IDC标准机架规模800总机架数量万架大型规模以上机架数量万架700670600520540500401420400315309300226237200166167831000201720182019202020212022E数据来源中国信通院中信建投请参阅最后一页的重要声明6通信行业动态报告制冷系统约占数据中心建设投资的20左右短期来看液冷方案的价值量更高根据数据港的招股说明书数据显示制冷系统占到Capex的比例约为20按照IT负载进行估算单kW对应冷冻水方案风冷制冷系统的价值量约为7000元我们预计如果采用液冷方案投资将提升至15万元以上kW图表12数据港Capex支出构成图表13数据港OPEX支出构成数据来源数据港招股书中信建投数据来源数据港招股书中信建投假设国内每年新增机柜数为100万架按照单机柜25kW计算新增IT负载量为250万kW若全部采用风冷方案单kW价值量为7000元则对应温控市场规模为175亿元若液冷方案渗透率达到70单kW液冷价值量为15万元则对应温控市场规模为315亿元80其中液冷温控市场规模为2625亿元考虑到AIGC的发展东数西算工程PUE的要求以及超算智算中心的建设需求我们认为一是未来2-3年将是国内大功率IDC新增建设的高峰期液冷方案的渗透率可能更高二是存量IDC机房为满足现在更严格的PUE要求可能需要进行改造其中制冷系统将是改造和投资的重点三是产业链目前的液冷产能规划可能在短期内将呈现供不应求状态液冷设备系统现有产能较少叠加储能等新能源需求快速增长因此在液冷方案加速渗透过程中数据中心温控厂商液冷板制造厂商等有望受益建议关注网宿科技全资子公司绿色云图深耕液冷技术多年传统主业CDN发展势头向好且向边缘计算方向发展良好英维克数据中心与储能制冷方案领先供应商液冷布局深厚科创新源液冷板产品有望应用液冷数据中心及服务器飞荣达液冷板产品有望应用液冷数据中心及服务器依米康数据中心制冷方案主要供应商等风险分析国际环境变化对供应链的安全和稳定产生影响且对相关公司向海外拓展的进度产生影响芯片紧缺影响相关公司产品交付能力疫情影响超预期对相关公司的生产销售和交付产生影响人工智能行业发展不及预期影响云计算产业链相关公司的需求市场竞争加剧导致毛利率快速下滑汇率波动影响外向型企业的汇兑收益与毛利率包括ICT设备光模块光器件等板块的企业数字经济和数字中国建设发展不及预期等电信运营商的云计算业务发展不及预期运营商资本开支不及预期云厂商资本开支不及预期等请参阅最后一页的重要声明7通信行业动态报告阎贵成分析师介绍中信建投证券通信计算机行业首席分析师北京大学学士硕士专注于云计算物联网信息安全信创与5G等领域研究近8年中国移动工作经验6年多证券研究经验系2019-2021年新财富水晶球通信行业最佳分析师第一名2017-2018年新财富水晶球通信行业最佳分析师第一名团队核心成员武超则中信建投证券研究所所长兼国际业务部负责人董事总经理TMT行业首席分析师新财富白金分析师2013-2020年连续八届新财富最佳分析师通信行业第一名2014-2020年连续七届水晶球最佳分析师通信行业第一名专注于5G云计算物联网等领域研究中国证券业协会证券分析师投资顾问与首席经济学家委员会委员刘永旭通信行业分析师南开大学学士硕士曾从事军工行业研究工作2020年加入中信建投通信团队主要研究云计算IDC工业互联网通信新能源卫星应用专网通信等方向2020-2021年新财富水晶球通信行业最佳分析师第一名团队成员请参阅最后一页的重要声明8通信行业动态报告评级说明投资评级标准评级说明报告中投资建议涉及的评级标准为报告发布日后6买入相对涨幅15以上个月内的相对市场表现也即报告发布日后的6个增持相对涨幅515月内公司股价或行业指数相对同期相关证券市股票评级中性相对涨幅-55之间场代表性指数的涨跌幅作为基准A股市场以沪深减持相对跌幅515300指数作为基准新三板市场以三板成指为基准卖出相对跌幅15以上香港市场以恒生指数作为基准美国市场以标普强于大市相对涨幅10以上500指数为基准行业评级中性相对涨幅-10-10之间弱于大市相对跌幅10以上分析师声明本报告署名分析师在此声明i以勤勉的职业态度专业审慎的研究方法使用合法合规的信息独立客观地出具本报告结论不受任何第三方的授意或影响ii本人不曾因不因也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿法律主体说明本报告由中信建投证券股份有限公司及或其附属机构以下合称中信建投制作由中信建投证券股份有限公司在中华人民共和国仅为本报告目的不包括香港澳门台湾提供中信建投证券股份有限公司具有中国证监会许可的投资咨询业务资格本报告署名分析师所持中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格证书编号已披露在报告首页在遵守适用的法律法规情况下本报告亦可能由中信建投国际证券有限公司在香港提供本报告作者所持香港证监会牌照的中央编号已披露在报告首页一般性声明本报告由中信建投制作发送本报告不构成任何合同或承诺的基础不因接收者收到本报告而视其为中信建投客户本报告的信息均来源于中信建投认为可靠的公开资料但中信建投对这些信息的准确性及完整性不作任何保证本报告所载观点评估和预测仅反映本报告出具日该分析师的判断该等观点评估和预测可能在不发出通知的情况下有所变更亦有可能因使用不同假设和标准或者采用不同分析方法而与中信建投其他部门人员口头或书面表达的意见不同或相反本报告所引证券或其他金融工具的过往业绩不代表其未来表现报告中所含任何具有预测性质的内容皆基于相应的假设条件而任何假设条件都可能随时发生变化并影响实际投资收益中信建投不承诺不保证本报告所含具有预测性质的内容必然得以实现本报告内容的全部或部分均不构成投资建议本报告所包含的观点建议并未考虑报告接收人在财务状况投资目的风险偏好等方面的具体情况报告接收者应当独立评估本报告所含信息基于自身投资目标需求市场机会风险及其他因素自主做出决策并自行承担投资风险中信建投建议所有投资者应就任何潜在投资向其税务会计或法律顾问咨询不论报告接收者是否根据本报告做出投资决策中信建投都不对该等投资决策提供任何形式的担保亦不以任何形式分享投资收益或者分担投资损失中信建投不对使用本报告所产生的任何直接或间接损失承担责任在法律法规及监管规定允许的范围内中信建投可能持有并交易本报告中所提公司的股份或其他财产权益也可能在过去12个月目前或者将来为本报告中所提公司提供或者争取为其提供投资银行做市交易财务顾问或其他金融服务本报告内容真实准确完整地反映了署名分析师的观点分析师的薪酬无论过去现在或未来都不会直接或间接与其所撰写报告中的具体观点相联系分析师亦不会因撰写本报告而获取不当利益本报告为中信建投所有未经中信建投事先书面许可任何机构和或个人不得以任何形式转发翻版复制发布或引用本报告全部或部分内容亦不得从未经中信建投书面授权的任何机构个人或其运营的媒体平台接收翻版复制或引用本报告全部或部分内容版权所有违者必究中信建投证券研究发展部中信建投国际北京上海深圳香港东城区朝内大街2号凯恒中心B上海浦东新区浦东南路528号南福田区福中三路与鹏程一路交中环交易广场2期18楼座12层塔2106室汇处广电金融中心35楼电话86108513-0588电话86216882-1600电话867558252-1369电话8523465-5600联系人李祉瑶联系人翁起帆联系人曹莹联系人刘泓麟邮箱lizhiyaocsccomcn邮箱wengqifancsccomcn邮箱caoyingcsccomcn邮箱charleneliucscihk请参阅最后一页的重要声明9