01

背景介紹

ChatGPT（Chat Generative Pretrained Transformer），是由美國高科技公司OpenAI 研發(fā)的聊天機器人程序。該產(chǎn)品在2022年11月30日發(fā)布。ChatGPT技術的出現(xiàn)推動了計算機算力的飛速發(fā)展。

全球算力高速發(fā)展態(tài)勢

， 2021年，全球計算設備算力總規(guī)模達到615EFlops，增速44%。2030年，有望增至56ZFlops， CAGR達到65%， 其中智能算力由232EFlops增至52.5ZFlops， CAGR超過80%；算力翻倍時間明顯縮短；計算大模型出現(xiàn)后，帶來了新的算力增長趨勢，平均算力翻倍時間為9.9個月。

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散熱需求升級

算力提升的背后是芯片必須具備更高計算效率，因而必然伴隨芯片能耗的加大，導致電子器件工作過程中的溫度升高。傳統(tǒng)芯片中，用于冷卻的體積占98%，只有2%用于計算運行，但是依然很難解決現(xiàn)在存在的散熱問題，隨著芯片性能的持續(xù)快速提升，散熱問題將愈加突出。

（來源：《基于大功率密度熱源的芯片級微流道散熱技術研究》）

03

高效散熱手段

根據(jù)文獻報道，液體的導熱性能是傳統(tǒng)風冷效果的15-25倍，隨著ChatGPT的出現(xiàn)，算力表現(xiàn)出的爆發(fā)式提升，散熱面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。液冷有望代替風冷從而可以實現(xiàn)更加高效的散熱效果。而在冷卻介質的選擇上，也進一步趨于選擇冷卻效率更好的冷卻介質。

（來源：騰訊、浙商證券研究所）

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政策導向

在國家“雙碳”政策的背景下，數(shù)據(jù)中心的PUE指標不斷降低。算力的持續(xù)增加，意味著硬件部分的能耗也在持續(xù)提升；在保證算力運轉的前提下，只有通過降低數(shù)據(jù)中心輔助能源的消耗，才能達成節(jié)能目標下的 PUE 要求。

（來源：騰訊、浙商證券研究所）

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液冷散熱方式

目前風冷技術是數(shù)據(jù)中心最為成熟和應用最為廣泛的冷卻方案之一。風冷技術存在低密度和相對較低的散熱能力的不足。這對于高性能計算（HPC）應用尤為明顯。因此液冷技術是芯片散熱重要方案之一，有望成為未來主流。液冷技術中涵蓋冷板、浸沒、噴淋等。當前來看， 冷板式和浸沒式較噴淋式發(fā)展相對成熟。

（來源：《綠色高能效數(shù)據(jù)中心散熱冷卻技術研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢》 ）

液冷是通過液體代替空氣，把 CPU、內存等 IT 發(fā)熱器件產(chǎn)生的熱量帶走，液冷具有低能耗、高散熱、低噪聲等優(yōu)勢。按冷卻原理，冷板式、浸沒式和噴淋式是目前液冷的 3 種主要部署方式。其中，浸沒式和噴淋式液冷等為接觸式液冷，冷卻液體與發(fā)熱器件直接接觸。

（來源：《綠色高能效數(shù)據(jù)中心散熱冷卻技術研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢》 ）

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市場規(guī)模

參考IDC數(shù)據(jù)，2021年全球AI服務器市場容量達到156億美元，預計到2025年達到318億美元，CAGR達到19.5%。2021年中國AI服務器市場容量達到350億元，預計在2025年中國AI服務器市場容量將會達到702億元，CAGR達到19.0%，有望進一步加速拉動液冷行業(yè)的市場的增長。其中浸沒式液冷憑借其優(yōu)良的制冷效果，市場份額將快速提升。

（來源：IDC、國際在線、浙商證券研究所 ）

07

行業(yè)動態(tài)

算力的提升帶來更高的散熱需求，因此有望帶來芯片級液冷行業(yè)需求的爆發(fā)。目前國內液冷解決方案廠商，以及冷卻液廠商、 服務器廠商、交換路由器廠商等也都積極參與進來。數(shù)據(jù)中心液冷有望進入規(guī)模部署階段，行業(yè)空間廣闊，多家上市公司已開始布局。

（來源：浙商證券研究所）

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總結

憑借高效制冷、技術成熟、成本優(yōu)勢，液冷尤其是浸沒式液冷的發(fā)展前景毋庸置疑，但想要實現(xiàn)繼續(xù)推動技術的突破創(chuàng)新，推進相關解決方案的進步，需要整個行業(yè)的共同努力，這包括技術的發(fā)展以及與其他節(jié)能技術的結合，行業(yè)標準制定與完善等，需要行業(yè)領軍者在技術上進行新的突破。液冷行業(yè)標準的制定，將有效推動行業(yè)規(guī)范化的發(fā)展，也為數(shù)據(jù)中心液冷的發(fā)展指出方向，為液冷的研發(fā)提供有力的支撐，為液冷接下來的發(fā)展奠定基礎，從而進一步發(fā)揮數(shù)據(jù)中心液冷在高效制冷、節(jié)能減碳方面的作用，實現(xiàn)國家的“雙碳”目標。

END

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審核編輯黃宇