机械-AIDC智算中心-高功率、高压、直流、液冷趋势的投资机会梳理(一)

AIDC智算中心-高功率、高压、直流、液冷邮箱证书编号S1230520050001邮箱分析师.1、动态负载特性对智算中心基础设备提出更高要求；供电架构趋于高压化、直流化。•高压化：高压带来更高功率，为高功率机柜提供更优解决方案。•直流化：直流提升供电效率，减少电能损耗。2、液冷技术逐渐成为智算中心应用主流；冷板技术以兼容性、可靠性等优势有望迎来爆发。•液冷技术相对于风冷，具备低能耗、高散热、低噪音等技术优点，未来有望在AIDC广泛应用。•冷板技术在行业内具有10年以上的研究积累，技术成熟度最高。3、柴油发电确保电力保障，总功率、升功率和启动可靠性决定了柴发产品技术水平•持续供电时间长，可在UPS储能耗尽后接力供电，为数据中心提供长时间、稳定且可靠的备用电力保障。•柴油发电机不受电网波动的影响，能独立稳定地运行。•大功率的柴油发电机可为智算中心提供更强劲的电力支撑；启动可靠的柴油发电机可确保停电后发电机组能够第一时间启动，来维系整个数据中心的用电需求。4、投资建议•散热系统方面，建议关注研发和定制化能力强的液冷厂商：英维克、申菱环境；应急电源方面，建议关注技术能力优秀的大功率柴油发电机厂商：潍柴重机、科泰电源、泰豪科技。5、风险提示52AI应用发展不及预期。•海内外宏观和政策环境恶化；智算中心发展低于预2AI应用发展不及预期。3·供电架构趋于高压化、直流化供电架构趋于高压化、直流化01动态负载特性对智算中心基础设备提出更高要求•发展趋势：随着生成式人工智能兴起，医疗、金融、制造等多领域对人工智能应用需求大增，传统数据中心的计算能力渐显不足。在此背景 智算中心三大痛点散热要求高 供电架构稳定性高 智算中心三大痛点散热要求高 供电架构稳定性高 柴油发电机智算算力基于CPU芯片的服务器Al芯片等输出的人工智能计算平台应用领域应用领域和应用层级不断扩张，支撑构造不同类型的应用然语高处理、智能制造、自动驾驶、智慧农业、防洪减灾等Al企业、政企共建5智算中心的负载波动情况非常大，呈现出新的动态负载特性：5智算中心的负载波动情况非常大，呈现出新的动态负载特性：大幅度：智算负载功耗波动幅度可能超过额定功耗的80%，即智算中心的负载功耗可能从10%快速突变至80%，甚至100%；并发性：人工智能（AI）大模型具有并发运算的特点，故整体集群性总功耗呈现出新的负载及能耗要求对智算中心基础设备提出更高要求：供电架构稳定性升资料来源：数据中心运维管理，AI云原生智能算力架构，浙商证券研究所资料来源：数据中心运维管理，资料来源：中研网，浙商证券研究所01传统数据中心：柴油发电机组、UPS和散热系统成本占比较高数据中心构成：数据中心建设中，主要的成本包括图：数据中心基础建设构成数据中心供配电数据中心供配电柴油发电机组精密空调列头柜配电柜静电地级冷水机组冷却塔资料来源：数据中心基础设施运营管理、浙商证券研究所整理01智算中心时代：柴油发电机组、HVDC和散热系统带来新增量•智算中心时代，为了适应新的负载及能耗要求，柴油发电机组、1000V48V240-800V380V10kv48V240-800V380V10kv400-800V350-900V液冷系统：包括制冷塔、循环水泵、软水系统、定压补水、管路辅件、控制系统供电架构变化：目前智算中心供电架构由UPS传统架构向全直流供HVDC系统：直接输出直流电，减少了逆变环节，从而显著降低了能源消耗，能为数据大大8资料来源：阮勇,成军,田洁,等.双碳背景下的智算中心供电系统架构优化分析[J].邮电设计技术,2023(12):16-19.DOI:10.12045/j.issn.1007-3043.2023.12.004.，数据中心基础设施运营管理，浙商证券研究所液冷技术逐渐成为主流；冷板技术有望迎来爆发1）以GPU算力为核心的智算中心带来更高散热功耗、更短距离高带宽的组网技术、以及不断提升的数据中决智算中心用电单元的散热难题。图：机柜功率密度与制冷方式图：数据中心制冷技术对应PUE范围资料来源：中兴通讯液冷白皮书.，浙商证券研究所•风冷技术：利用空气作为冷媒，将服务器等设备产生的热量传递给散热器模块，再通过风扇或空调制冷等方式将热量散发到周围环境中。空气•液冷技术：通过液体作为冷媒，将服务器等设备产生的热量直接或间接地高散热：液冷系统常用介质的载热能力、导热能力和强化对流换热系数均远大于空气；液冷直接将设备大部分热源热量通过循环介质带走低噪音：液冷散热技术利用泵驱动冷却介质在系统内循环表：风冷与液冷对比图：风冷与液冷对比难060963220功率密度KW/RACK资料来源：智研咨询，中兴通讯液冷白皮书.，浙商证券研究所资料来源：绿色节能液冷白皮书、中兴通讯液冷白皮书，浙商证券研究所液冷技术分类液冷技术分类冷板式液冷浸没式液冷冷板式液冷浸没式液冷双相冷板式液冷单相冷板式液冷双相浸没式液冷单相浸没式液冷双相冷板式液冷单相冷板式液冷双相浸没式液冷单相浸没式液冷液冷技术分类液冷技术分类液冷技术按冷却方式可分为喷淋式液冷、冷板式液冷、浸没式液冷等方式。u喷淋式液冷是将具有绝缘非腐蚀特性的冷却液直接喷淋到发热器件表面或与发热器件接触的扩展表面行热交换,实现冷却所属IT设备的目的。u冷板式液冷是指利用工作流体作为中间热量传输的媒介,将热量由热区传递到远端后再进行冷却。体或部分地直接浸没在装有非导电惰性流体介质中，实现循环散热的液冷单相冷却及双相冷却单相冷却及双相冷却单相冷却主要通过冷却液体在封闭循环系统中以液态形式流动，依靠液体的热传导和对流来吸收热量。双相冷却主要利用工作流体在气液两相之间的相变来实现热传递。当工有效带走热量。气态的工作流体被输送到冷却装置后，通过散热重新变••易于维护且可靠性更高。劣势：散热效率低于浸没式。•浸没式液冷：优势：低温液体直接与发热芯片接触散热，传热路径更短，PUE可低于1.15；支持高密机柜；100%液体冷却，无需配置风扇，实现极致“静音”机房，且排除灰尘等可靠性问题。劣势：器件不兼容（防水要求），维护不易，机房承重要求高。表3：液冷技术各类型对比冷板式浸没式喷淋式土建要求对于土建结构承重要求次高冷却液比重大，对于土建结构承重要求最高对于土建结构承重要求较高造价规格多，需定制，造价次高冷却液昂贵，国产化低，造价最高为旧服务器改造增加装置，造价较高IT设备兼容性未与主板和芯片直接接触，兼容性较强直接接触，材料兼容性较差直接接触，材料兼容性较差维护难易程度较难最难较难空间利用率较高最高较高能源利用效率(PUE)1.05~1.151.25掌握核心技术应用的厂家国内：维蒂、英维克、申菱环境、腾讯、百度、浪潮等；国外：IBM公司、富士通公司、英特尔公司、雷神公司等国内：华为、维蒂、英维克、阿里云、中科曙光等国外：IBM公司、富士通公司、固核电脑公司等国内：广东合一新材料国外：ISR公司、索尼公司、惠普公司等国内典型案例百度阳泉数据中心、北京大学"未名一号"、莱布尼兹超算中心阿里巴巴张北数据中心、阿里巴巴仁和数据中心、乌镇超算数据中心雄安液冷示范应用测试数据中心资料来源：IDCE数据中心展公众号，浙商证券研究所02英维克：精密温控龙头，AI高算力需求带动液冷放量公司为国内精密控温龙头，依靠领先技术覆盖全国及全球重点区域市场，行业优势地位显著。随AI算力更高需求有望带动液机房温控节能设备（2024H1营收占比50%包括CyberMate机房专用空调、XRow列间空调、XStorm直接蒸发式高效风墙户外机柜温控节能设备户外机柜温控节能设备户外机柜温控节能设备（2024H1营收占比41交流供电压缩机空调、直流供电压缩机空调、压缩机空调与热轨道交通列车空调及服务（2024H1营收占比3%）新能源车用空调（2024H1营收占比2%）4035302520403530252050营收（亿元）机房温控节能设备XRow系列列间空调营收（亿元）机房温控节能设备XRow系列列间空调XStorm系列风墙217149179220202021202220232024H1:机房温控节能设备轨道交通列车空调及服务w:机房温控节能设备w户外机柜温控节能设备w新能源车用空调数据来源：Wind、公司年报、浙商证券研究所数据来源：•英维克深耕数据中心温控领域近二十年。英维克的高算力温控方案，采用风液兼容设计，弹性适配普算和智算中心，能够适配多场景的模块化方案。即使数据中心目前没有液冷服务器，也可以先按风冷•Coolinside全链条液冷解决方案：产品涵盖冷板、快速接头、Manifold、CDU、机柜，到SoluKing长效液冷工质、管路、冷源等。•应用：宝德液冷服务器项目。实现冷源、管路、CDU、液冷机柜、Manifold、快速接头、液冷工质以及服务器冷板全链条供应。CDU系数据来源：英维克官网、英维克公众号、浙商证券研究所风冷螺杆式冷水机组飞机地面空调公司为国内专业空调领域领导者，在数据中心液冷散热技术上超风冷螺杆式冷水机组飞机地面空调前布局。25%特种装备数据服务（2023营收占比35%包括房间级精密空特种装备行级精密空调、机柜级背板空调、元件级液冷温控系统、直接与间接蒸发冷却空调机组、DPC相变冷却系统、恒湿机组等。工业（2023营收占比35%主要产品有屋顶式空调、单元式特种装备（2023营收占比25%包括核电专用空调、地铁专商用空调（2023营收占比4%商用冷水机组、组合式空调等。3030营收（亿元）房间级精密空调行级精密空调25数据服务20机房专用恒湿机液冷控温系统504.04.6营收（亿元）房间级精密空调行级精密空调25数据服务20机房专用恒湿机液冷控温系统504.07.4202120222023数据服务工业数据服务工业特种装备商用空调其他行业数据来源：Wind、公司年报、浙商证券研究所数据来源：数据来源：公司官网、公司官方公众号、浙商证券研究所•申菱为华为、阿里巴巴、腾讯、百度、移动、美团、电信、快手、世纪互联、曙光、浪潮等行业内知名企业提供数据中心空调系统整体缩短建设周期。•秦淮数据集团联合申菱发布“智算中心全栈解决方案2.0”，突破解决高算力、大规模、高弹性、高能效、高智能的总功率、升功率和启动可靠性决定了柴发产品技术水平•数据中心的后备应急电源通常采用UPS（不间断电源）与柴油发电机组相结合的模式。•UPS:优势在于能够在市电突然中断的瞬间迅速响应，为数据中心提供短暂的电力支持，以确保设备在这一关键时段内仍能正常运行，避免•柴油发电机：具有功率大的特点，能够满足数据中心大量设备的用电需求；并且其持续供电时间长，可在UPS储能耗尽后接力供电，为数•总功率、升功率和启动可靠性决定了柴发产品技术水平：大功率的柴油发电机可为智算中心提供更强劲的电力支撑；启动可靠的柴油发电机只规定基本的电压和频率参数只规定基本的电压和频率参数允许暂时的电压和频率偏差等对发电机组的电压、频率和波形有控制的设备对发电机组的电压、频率和波形有特别严格要求数据处理设备、计A级独立于正常电源的柴油发电机组，或供电网络作为备用电源发电机组应连续和不限/满足数据中心最大平均发电机等级不低于G3不低于G3资料来源：GB50174-2017《数据中心设计规范》，康明斯动力，浙商证券研究所资料来源：资料来源：各公司官网，商用车新网，浙商证券研究所潍柴重机潍柴博杜安20M55大缸径高端发电产品主要瞄准数据中心电力需求，总功率、升功率，瞬态响应指标、载能力、启动可靠性均全球领先。产品主要有：1-10000KW各类型智能柴（重）油发电机组、拖车电风险提示风险提示1、智算中心发展低于预期：智算中心行业需求拉动明显，若智算中心行业发展不及预期，可能对液冷和柴油发电机业务产生负面2、AI应用发展不及预期：AI应用技术突破的速度和范围仍存在不确定性，AI应用发展可能不及预期。3、市场竞争加剧风险：目前液冷行业处于快速发展阶段且增速较快，若行业内涌入更多市场参与者，可能导致市场竞争加剧，使得行业格局发生变化、盈利能力出现下降。以报告日后的6个月内，行业指数相对于沪深300指数的涨跌幅为标准，定义如下：1、看好：行业指数相对于沪深300指数表现＋10%以上；2、中性：行业指数相对于沪深300指数表现－10%10%以上；3、看淡：行业指数相对于沪深300指数表现－10%以下。我们在此提醒您，不同证券研究机构采用不同的评级术语及评级标准。我们采用的是相对评级体系，表示投资的相对比重。建议：投资者买入或者卖出证券的决定取决于个人的实际情况，比如当前的持仓结构以及其他需要考虑的因素。投资者不应仅仅依靠投资评级来推断结论本报告由浙商证券股份有限公司（已具备中国证监会批复的证券投资咨询业务资格，经营许可证编号为：Z39833000）制作。本报告中的信息均来源于我们认为可靠的已公开资料，但浙商证券股份有限公司及其关联机构（以下统称“本公司”）对这些信息