研报体现,预计2025年,估计海表里科技厂商AIDC投修怒潮延续。个中,基修不单直接收益于Capex扩张;跟着高算力重塑AIDC样式,个别基修也受到催化/迭代,发起要点眷注供电、造冷、加工3个方面的增量投资机缘。
预计2025年,咱们估计海表里科技厂商AIDC投修怒潮延续。个中,基修不单直接收益于Capex扩张;跟着高算力重塑AIDC样式,个别基修也受到催化/迭代,发起要点眷注供电、造冷、加工3个方面的增量投资机缘。
燃气轮机:1)需求端:北美为代表的AI算力缺电驱动,看好新装机景气接续。遵照McKinsey,2024-30年美国数据核心电力需求将从178TWh延长至606TWh(中性)。而美国电网根柢办法面对老化、分袂的题目,是以短期来看具备热效果高、不乱电力输出等上风的轮机或为最优处置计划。遵照 McCoy,2024年1-9月环球轮机招标量同比延长33%。2)需要端:主机厂高度会合,供应链企业同步受益。据GEM统计,三菱、西门子、GE VERNOVA 2023年合计市占率达76%。目前燃气轮机团体体现求过于供的趋向、价钱指数正在2017-24年间上升了30.12%。咱们测算25-28年AIDC驱动的燃机市集空间为90/104/125/151亿美元。
柴油发电机:1)需求端:国内云厂商本钱开支增补,应急备用电源驱动柴发订单。头部互联网厂商2025年IDC本钱开支踊跃。基于供电牢靠性条件,大型平凡须要修立备用电源体例,UPS+柴油发是目前的成熟操纵。2)需要端:表资品牌占主导+产能有限,国产物牌希望告竣0-1打破。鼓动机约占发构本钱的70%,表资品牌主导下柴油鼓动机需要仓皇,给国产物牌带来机缘,咱们测算25-27年柴发OEM/鼓动机市集空间中枢为109/77亿元。
液冷:1)需求端:AI高功耗+PUE条件趋厉,加快液冷计划浸透。液冷手艺可处置15kW以上机柜造冷,并将PUE辨别低落至1.1乃至挨近1.0。咱们以为,跟着AIDC驱动高功率机柜的领域增补,液冷希望逐渐替换古板风冷。2)需要端:冷板式液冷为目前主流计划,中央厂商延漫空间翻开。目前液冷有冷板式/浸没式/喷淋式三种计划,液冷板计划为主流。咱们估计环球2029年AI任事器液冷市集领域或达2,372亿元,国内液冷厂商希望受益。
加工:1)耗材端:AI任事器拉动特高层PCB/ HDI需求,高端成立增补钻针花费、希望量价齐升。2)加工端:燃气轮机零件杂乱,对机床条件进步,目前重要操纵海表品牌,眷注国产龙头五轴机床企业替换机缘。
人为智能数据核心(AIDC)是指集成了高职能算计才力、大数据照料才力、算法和云算计任事的归纳新闻照料核心,是由硬件、软件、搜集和操纵等多个层面构成的杂乱体例。
AIDC投资提速,国表里科技公司抢先抢占高点。据华为《AIDC白皮书》,2024年环球大型科技公司加快对AIDC的投资,1)美国方面,各家科技龙头均已正在环球安排了闭系产能,个中OpenAI大股东微软AIDC投资金额高达460亿美元,谷歌投资330亿美元。2)国内方面,中国转移和中国电信两大运营商主力牵头结构AIDC装备,打造笼盖天下的一体化算力搜集系统,投资金额以领衔超千亿元。华为等科技企业供给途途谋划和支撑,并正在2024年6月颁发了《AIDC白皮书》,促使智算数据核心装备与发扬。
根柢办法位于家当链上游,任事器占IT修筑本钱70%。遵照《中国智算核心(AIDC)家当发扬白皮书(2024 年)》,AIDC 本钱开支大头仍正在IT侧(即任事器、搜集修筑、软件体例等),约 10-20%的本钱开支加入到土修、机电修筑配套中。整体来看,正在IT修筑本钱占比中,任事器本钱占比最高,抵达近70%,其次是搜集修筑和太平修筑,辨别占11%和9%;非IT本钱中,重要为供电体例闭系,其次为造冷体例闭系,供电体例闭系(柴油发电机组、电力用户站、UPS、配电柜)和造冷体例闭系(冷水机组、严紧空调、冷却塔)辨别占69%和18%。
预计2025年,咱们以为供电方面举动主电源的燃气轮机和备用电源的柴油发电机、造冷方面液冷新手艺、加工方面高端和机床,或都将受益高算力、高功率驱动下的AIDC根柢办法装备。
以北美为代表的AI数据核心装备带来用电需求高速延长。AI大模子等新手艺的发扬催生了巨额数据核心装备需求,加倍美国云厂商将较多CAPEX加入正在本土数据核心装备,比如估计2025财年赶上50%的CAPEX将投资正在美国。遵照JLL,美国数据核心正在修项目迅疾延长,年净增量也接续擢升,截至2024岁终,美国数据核心累计容量22GW,环球占比~44%;McKinsey估计美国数据核心容量将从2024年的25GW上升至2030年的80GW,CAGR 21%。数据核心也将成为他日美国新增用电重要来历,2007年今后美国总电力需求险些没有延长,但遵照McKinsey,中特性况下,2024-30年美国数据核心新增用电可以占新增需求的~40%(其他延长成分来历于成立业回流、电动车领域延长等),数据核心电力需求将延长至目前的三倍,从178TWh延长至606TWh,CAGR为23%,数据核心电力需求占美国总电力需求的比值从4.3%升至11.7%。
美国用电量短/永远预期均将产生较高延长。遵照EIA,2025-26年美国用电量或异日到史籍高位,年用电量增速将达2%(2023年前十年光阴预测年用电量延长~0.5%)。遵照联国能源管造委员为(FERC)2023年叙述,将他日5年美国电力需求延长率从2.6%进步至4.7%。行业讨论公司Grid Strategies正在24年再次上调负荷预测,估计他日五年美国电力最高负荷将延长128GW,CAGR 3%(2019-23年CAGR为0.5%),延长最大的地域是PJM和ERCOT,个中数据核心或功劳65~90GW。
美国电网分袂、导致输电淤塞本钱较高。遵照EIA,美国2023年各种能源累计发电装机容量抵达1281GW,夏日峰值负荷为742GW,但仍产生了区域性缺电的状况:德州运营商ECROT 2023年9月宣告进入能源蹙迫警报第2阶段,西部互联加州运营商CAISO 2023年7月呼唤能源蹙迫警报第1阶段。咱们以为,一方面是因为风能、太阳能这类新能源装机容量占比抵达18.8%,这类可再生能源易受气候和光阴段的影响,供电较不不乱;另一方面更紧张的是因为美国区域电网孤岛化和电网传输才力亏折:遵照EIA,美国电网是三个独立的电力互联运转(东部互联、西部互联、德州互联),被落基山脉地形阻隔,相互之间险些没有衔接,美国电网正在装备之初,产权即分袂操作正在赶上500家公司和构造手中,难以整体兼顾统筹,杂乱长处式样导致特高压远隔断输电网装备的阻力较大,20世纪70年代至90年代,美国输变电主网投资处于中止状况,且永远滞后于电力需乞降发电装机容量的延长,导致美国输电拥挤本钱很高,近年来超高压输电项目审批装备才有所提速,但审批、装备周期也相比较较长,正在修的大个别项目通过了赶上10年的项目审批。
数据核心区域性分散更易加剧区域性缺电状况。美国数据核心重要分散正在弗吉尼亚州、德州、加州:1)弗吉尼亚州:环球最大的互联网调换核心之一,有帮于数据核心供给迅疾的数据传输和低延迟任事,同时挨近当局机构和大企业总部、天然灾祸危险较幼等;2)德州:具有丰裕的能源资源、电力本钱较低;3)加州:硅谷和洛杉矶是环球手艺改进和互联网家当的中央地,具有谷歌、苹果、Meta、微软等大型科技公司。这种区域性分散更易加剧美国的区域性缺电,ET首席推行官称2030年德州电力需求挨近翻倍,个中2/3新增需求来自于数据核心和加密泉币。遵照中国宏观经济酌量院能源酌量所,弗吉尼亚州、硅谷、达拉斯沃思堡可新修数据核心领域已辨别亏折预期的0.2%/0.5%/1.9%。
AI数据核心条件不乱供电,大型科技公司自修配套发电。除电量需求量较大表,AI数据核心对电源提出不乱、不间断、高牢靠、干净的高条件,AI数据核心的硬件修筑如GPU、存储修筑等,对电源的质地卓殊敏锐,电源中产生的电压震动、电流噪音可以会导致数据丧失、算计速率低落、硬件毛病、职能降落、乃至修筑损害。为供给AI数据核心所需的巨额电力和不乱电源,大型科技公司往往有能源公司配合锁定能源供应,乃至正在园区或数据核心左近修造发电厂实行现场发电以应对,重要发电形式搜罗燃气、核能、可再生能源、地热等。遵照Thunder Said Energy统计,2024年环球新谋划的30座AI数据核心,57%的电力供应准备采用燃气供电(按容量MW统计),而美国地域这一占比为59%。
燃气发电或为北美数据核心供电短期最优处置计划。比拟其他发电计划,短期来看燃气轮机发电具备较多上风:热效果高、迅疾反响需求、较短装备周期、不乱电力输出、低本钱、相对干净(永远来看可用氢气掺杂节减碳排放)等。Meta、谷歌等多个科技厂商新AI数据核心均抉择操纵自然气供电。并且美国贮藏较为丰裕,该形式也较为适合美国本土的能源构造。
AI数据核心需求驱动下,环球燃气轮机订单迅疾延长。环球燃机龙头三菱动力估计,2024-26年,环球均匀年燃机订单将有60GW,高于2021-23年的40GW/年[1]。遵照 McCoy,2024年1-9月环球燃气轮机招标量同比延长33%。环球燃机三大龙头2024年新缔结单均依旧两位数延长:1)美国GE VERNOVA:2024年前三季度重型燃机订单台数YoY+38%,燃机总功率数计订单YoY+91%;2)德国西门子:FY2024 Gas Service营业新缔结单同比+27%;3)日本三菱重工:FY24上半期(2024年4月-9月)公司能源营业(包罗GTCC、航空燃机、蒸汽动力等营业)新缔结单同比+20.9%至1兆3,067亿日元。
燃气轮机通常操纵于发电、航空、油气等界限,市集空间辽阔。与蒸汽轮机和内燃机比拟,燃气轮机启动迅疾、效果高、污染排放较低、保卫便捷,是以正在发电、航空、船舶、油气管道增压输送等多个界限取得通常操纵。遵照Maximize Market Research,2023年环球燃机市集空间为202.8亿美元(约合1,400亿元群多币)。
发电厂重要采用6MW以上燃气轮机、盘踞重要市集。燃机轮性能够遵循功用、功率、操纵对象、轮回形式等多种形式分类。按功率分类:寻常的分类圭臬是以50MW和1MW为分界线MW为重型燃气轮机(多用于团结轮回发电),1-50MW为轻型燃气轮机(多以单轮回形式用于呆滞驱动和发电),幼于1MW为微型燃气轮机,超微型燃气轮机功率大致正在千瓦区间以内。
环球燃气轮机主机厂式样会合,扩产周期长+进入壁垒高致价钱接续上涨,龙头谋划扩产。2023年,据GEM统计,三菱、西门子能源、GE燃气轮机“三大龙头”辨别占市集份额36%、24%、16%,总共达76%。因为燃气轮机手艺壁垒高扩产周期较长,目前燃气轮机团体体现求过于供的趋向,遵照美国劳动统计局的探问,燃气轮机的价钱指数正在2017年至2024年间接续上升了30.12%,个中2024年同比上升了4.47%。2024 年Q3 GE VERNOVA、西门子能源、三菱辨别通告了扩产 30~45%、30%、10%的准备,估计26年后落地。
燃气轮机还具有辽阔的后市集。燃气轮机操纵寿命长达30-40年,中央须要实行多次幼修(寻常间隔2年)、中修(寻常间隔6年)、大修(寻常间隔12年)安静常保卫。遵照环球最大的第三方燃气轮机运维任事供给商之一Sulzer,燃气轮机修筑的后市集支拨能够抵达修筑初始投资的2倍支配,遵照Grand View Research,2022年环球燃机任事市集空间339亿美元、并以8.7%CAGR延长至2030年(即2023年市集空间368.5亿美元,约为前述燃机修筑市集空间的1.8倍)。遵照前瞻家当酌量院,维保任事合同中,备品备件寻常占合同总额的50%~60%,燃烧热通道部件返修用度约占20%~30%,人为用度约占10%~20%。
后任事市集式样同样会合。因为燃组织键部件成立手艺和计划手艺寻常由燃机龙头操作,是以环球的重型燃机市会合,龙头主机成立商不单盘踞新机,更把控了任事市集,第三方企业准入需获取原厂授权,且该授权往往分整体机型/具系统列授权,准入壁垒较高。
燃机重要包罗叶片、气缸、轴承座等零部件。遵照Thunder Said Energy,新修数据核心CAPEX约为10,000美元/kw,个中发电本钱约为~1600美元/kw;气电厂装备本钱约为1000美元/kw,个中~46%为燃机主机(燃机容量越大、本钱开支越幼,当容量翻倍时,本钱支拨本钱会降落50%)。燃机主机中再去细分,叶片占比13.0%,零部件占比30.4%,涡轮组件35.9%,仪表12.0%,其他修筑8.7%。
咱们估计2025年由AI数据核心驱动的燃机需求或将抵达90亿美元,同比延长2倍。咱们测算,2024-28年,环球由AI数据核心带来的新增燃机发电需求将从3.5GW上升至18.1GW,过往环球燃机年均订单40-50GW,2028年增量弹性抵达36%-45%;个中美国从2.9GW上升至14.6GW,为重要增量市集。按均价3,000万/kW算计,环球由AI数据核心驱动的燃机新增市集空间将从2024年的29亿美元上升至2028年的151亿美元,CAGR为151%。
互联网云厂商领衔2025年国内数据核心投资,大领域算力集群迎迅疾延长。数据核心的装备方包罗电信运营商、互联网企业(自修)、第三方IDC厂商等。跟着AI高算力驱动数据核心升级,头部互联网厂商的大领域本钱开支海潮由海表向国内扩散,成为2025年国内数据核心的重要需要方。遵照科智讨论统计,截至2024年8月,中国AIDC项目赶上300个、已发表算力领域超50万PFlops,个中,互联网及云厂商按算力领域算计AIDC项目投资占比35.0%、成为第一大投资主体,按项目数目算计仅占比17.7%、也再现出互联网及云厂商单项目算力领域大的特点。
注:市集领域包罗算力(AI任事器)、存储+搜集修筑、根柢办法(机房、风火水电等)、算法(软件平台、数据任事)界限的投资
大型云厂商数据核心装备或优先探求高冗余性和可扩展性,应急电源需求激增。数据核心电源体例除了主用电源体例,基于供电牢靠性条件,还须要修立备用电源体例,寻常采用不间断电源(UPS)配合柴油发电机体例、燃气发电机体例或其他储能体例。遵照TIA或Uptime Institute的数据核心Tier分类,将数据核心分为四级—由“等第Tier I”(没有冗余部件构成的体例)到“等第Tier IV”(有冗错部件和可告竣不间断维修的体例),等第越高冗余度越高、容错率越低。AI海潮下,跟着大型互联网厂商促使的数据核心装备增加,大领域的算力集群占比擢升,也发动了闭系重要及冗余电源体例的装备需求增补。近期,举动紧张应急灾备电源的柴油发电机组就已产生求过于供的状况。
柴油发电机因为高牢靠性、与UPS相勾结,成为数据核心备用电源体例的成熟操纵。柴油发电机通过燃烧柴油使鼓动机运行,鼓动机发动发电机发电,具备热效果高、功率领域广、便于转移、启动-全负荷运转连忙、可长光阴供电(只须有充沛燃料)的特质,当市电毛病时,启动体例使柴油发电机正在十几秒到几分钟内迅疾启动,抵达额定转速和输出电压后,通过自愿转换开闭(ATS)将负载从市电切换到柴油发电机供电。目前柴油发电机与UPS相勾结,成为我国数据核心备用电源体例的成熟操纵,是很多上等第大型数据核心的末了一道用电保险。
咱们以为,柴油发电机仍是我国中短期数据核心备用电源的主流抉择,深远来看希望受益于绿能和手艺的发扬。遵照我国《数据核心计划模范》(GB 50147),将数据核心分为A、B、C三级:备用电源是保险A级数据核心寻常运转的需要条款,因为柴油发电机组正在可操作性上优于其他备用电源,故大个别数据核心采用柴油发电机组举动备用电源。B级数据核心宜由双重电源供电,当唯有一块电源时,应修立柴油发电机组举动备用电源。中短期来看,比较燃气发电机组,咱们以为柴油发电机组的手艺成熟度高、可操作性较强,勾结我国燃油的临蓐和供应搜集更为成熟、且燃油存储条款相对单纯,是以咱们以为柴油发电机或能被更通常举动数据核心的备用电源。永远来看,参考周钰等的《面向数据核心的体例操纵酌量(2021)》,咱们以为跟着储能手艺的发扬,希望告竣:1)与绿电直供勾结;2)个别/全体替换备用发电机组;3)采用卓殊构造的储能体例替换古板换取不间断电源 (UPS)等计划。遵照康明斯2024年颁发的白皮书,柴油发电机组仍盘踞主导名望,每年仅需开机几个幼时以应对蹙迫电网停滞的状况。但目前数据核心备用电源的抉择面对电网需要亏折和脱碳条件两重挑衅,近期公司察看到备用电源有朝着更低碳的柴油手艺(如HVO)宗旨发扬,但同时开机时长也有较大擢升、以应对电网供电亏折。永远来看,也贮藏了电池储能体例(BESS)和燃料电池等低碳、低排罢休艺,同时微电网职掌手艺将帮力整合他日数据核心的电力体例,这些体例可以包罗多种差其它能源。
备电手艺接续迭代,改进计划待验证。数据核心供电计划仍正在发扬,参考OCP2024年《+/-400Vdc Rack for AI/ML Applications》,目前成熟度较高的2种计划均将AC/DC转换闭键(PSU)安排正在职事器机架内部,重要区别则正在备用电源,架构1抉择安排正在机架表的UPS,架构2则抉择安排正在机架内的BBU。参考Semianalysis,BBU相当于“机架内的UPS”,能够节减对主题UPS的需求,但BBU采用锂电池、须要先辈的灭火处置计划来满意消防模范,后续尚有可以搭载超等电容、应对毫秒级其它负荷震动。进一步的,咱们以为备电手艺的迭代对柴油发电机的影响为没有影响/可以少量低落密度,1)没有影响:柴油发电机是数据核心的末了一道用电保险,表面上只须有燃料就能够接续供电,针对长光阴应急属性热烈,与UPS/BBU是两途备用电源、并不冲突,加倍对数据存储量大的超大型/大型数据核心来说很紧张,且本钱占比不高(约占数据核心本钱开支的2-3%),装备愿望热烈。2)可以少量低落密度:参考Meta OCP,采用分散式BBU计划,能够节减正在中央空间修造UPS,间接擢升效果,对应可以能够节减现场柴发的装备密度(目前多人为冗余装备),但咱们以为闭系计划仍有待验证,且对柴发总量的影响不会很大。
柴油机驱动发电机运行、将柴油的能量转化为电能,柴油机(鼓动机)约占发电机构本钱的70%。参考泰豪科技2020年债券召募书,柴油发电机组重要由:1)鼓动机(约占本钱70%)、2)发电机(约占本钱20%)、3)职掌体例(约占本钱10%)构成。个中,鼓动机重要包罗“两大机构四大致例”,即1)机体及曲柄连杆机构(汽缸、活塞、连杆、曲轴等)、2)配气机构、3)燃油体例、4)冷却体例、5)润滑体例、6)起动充电体例。
表资品牌主导柴油鼓动机需要,正在手订单充沛、交付拉长。柴油鼓动机市集份额重要由表资品牌操作、搜罗、卡特彼勒、MTU、三菱等,国产物牌则重要有潍柴、玉柴、菱重(上柴和三菱合伙)、上柴等。因为海表数据核心装备较早+加入较大,各家表资柴油鼓动机厂商正在手充沛、排产延后,康明斯、等表资品牌平凡优先需要海表市集。据最新公司功绩换取会,康明斯目前正正在为27年贮藏临蓐,来去式鼓动机交货期延迟至18-24个月。同时,康明斯2023年数据核心闭系收入14亿美元(50%鼓动机+50%分销)、环球市占23%,公司估计到2030年数据核心闭系收入达30-40亿美元、环球市占25-33%。
注:1)标蓝数据为咱们估算的大致数,仅供参考;2)IDC级产能/出货量是等效领域的机组,也可以用于其它用处;3)团体发电机组营业采用科泰电源“环保低噪声柴油发电机组”、“智能应急电源”、苏美达“柴油发电机组”、潍柴重机“发电机组”
是以,2H24今后跟着数据核心投资从海表延申至国内,咱们鉴定国产OEM和鼓动机品牌均希望受益:
鼓动机:迎替换验证潮,希望放量。因为海表品牌鼓动机产能较为仓皇,给了国产物牌鼓动机替换验证的机缘,2024年国产物牌鼓动机出货还较少但产能贮藏较为充沛,咱们预计2025年及今后国产物牌鼓动机希望跟着AIDC的装备和验证通过,迎来倍数级出货延长,功劳收入增补。同时,红利才力方面因为表资友商涨价,目前国产物牌较表资仍有必订价差,希望正在通过验证后顺势调价获取红利弹性。
OEM:资源紧缺+受益鼓动机国产替换,希望量利齐增。量方面,同样受益终端AIDC装备需求,发电机组OEM厂商踊跃调度产能、融合上下游资源,出货量希望迎来较疾延长。红利方面,国产发电机组OEM希望通过涨价(价钱端)+采购国产鼓动机(本钱端)告竣红利才力擢升。
综上,参考中金软件组对中国数据核心用电量的测算形式,并勾结IEA、IDC等机构的预测,咱们测算得:1)数据核心柴油发电机组OEM2025-2027年的市集空间辨别为105/109/114亿元,2024-2027年CAGR为43%;探求国产物牌可获取增量国产鼓动机货源,假设2025-2027年国产物牌市占率辨别为60%/65%/70%,对应国产数据核心柴油发电机组OEM市集空间辨别为63/71/80亿元,2024-2027年CAGR为60%。2)数据核心柴油鼓动机2025-2027年的市集空间辨别为73/76/80亿元,2024-2027年CAGR为43%;探求表资鼓动机需要瓶颈,假设2025-2027年国产物牌市占率辨别为30%/45%/50%,对应国产数据核心柴油发电机组OEM市集空间辨别为22/34/40亿元,2024-2027年CAGR为144%。
液冷计划上风非常,希望逐渐替换古板风冷。古板风冷形式应用大型空谐和电扇通过架旷地板或管道将寒气氛轮回至机架,散热并庇护修筑温度不乱;液冷形式通过液体冷却剂直接轮回至CPU和GPU等中央部件吸热,正在热调换器开释热量后轮回回体例。寻常来讲,正在低热流密度状况下,功率密度越大,单机柜的功耗越高,液冷的职能上风越显然。比拟古板风冷,液冷正在AIDC中具备两大上风:
低落电力本钱:AIDC的电力本钱平凡高于任事器自身的装备本钱,液冷手艺通过高效散热明显低落能耗,比如联念的Neptune体例正在德国LRZ超算核心操纵后,电力本钱节减了40%。
冷却职能优异:液冷依靠水比气氛胜过3000倍的吸热才力,能带走更多热量,打破了风冷散热的密度极限,给高密度安排供给了较好计划,液冷成为AIDC散热的优先抉择。
AIDC持续打破风冷手艺上限,促使液冷大局所趋。以天然风冷的数据核心为例,单机柜密度寻常只支撑8-10kW,正在机柜功率赶上10kW后性价比大幅降落。而跟着AIGC对算力需求激增,业界已起源领域装备20kW、30kW功率机柜,已远超风冷也许抵达的上限。2023年6月三大运营商团结颁发了液冷手艺白皮书,内部提出2025岁终前,要展开液冷手艺的领域操纵,即50%以上数据核心项目操纵液冷手艺,咱们估计目前液冷占比10%支配,擢升空间充沛。
PUE(总功耗/IT修筑功耗)条件促使数据核心向绿色低碳转型,液冷计划上风显然。PUE是权衡IDC能耗的环节目标,数值越挨近1声明IDC能耗越高,2019年中国数据核心的能耗中约43%是用于IT修筑的散热,修筑散热能耗成为低落PUE的环节成分。目前东部中央地域针对数据核心PUE已提出厉肃条件,北京、广东、上海等地域均提出新修数据核心PUE要降至1.3以下。其余,发改委“东数西算”提超群个数据核心PUE降至1.2以下。古板风冷计划PUE寻常正在1.5支配,优化后极限为1.3,而液冷手艺(如冷板液冷与浸没液冷)可将PUE辨别低落至1.1乃至挨近1.0。
冷板式液冷:冷板材质寻常由高导热系数的原料组成,是唯逐一种可圭臬化液冷计划。早期因其体例较为杂乱冷板式液冷被视为浸没式液冷过渡计划,但跟着热流密度的增补,冷板式液冷解热才力上风逐步表露,尤其是正在英伟达从A卡到H卡的进化历程中被通常接收。据普华有策数据,2023年中国冷板式液冷市集份额达65%,稳居主流。液冷板最佳管事区间为180瓦每平方厘米,当热流密度赶上200瓦每平方厘米时,单向造冷恶果会受限,则需操纵变相式冷却。
浸没式液冷:通过直接接触告竣高密度冷却,但因为直接接触,是以原料兼容性较差,且尚未变成圭臬化产物。初期投资大,配套修筑限度多,本钱兴奋,寻常本钱是冷板式液冷1.5倍。但其节能上风显然,适合于大算力条件的数据核心安排。
喷淋式液冷:不须要对数据核心的根柢办法实行大幅度地改动,只需正在喷淋模块调度喷淋头,告竣喷淋修筑与任事器的精准对应,是以根柢装备本钱最低,但可保卫性和原料兼容性较差。
液冷板和冷冻水分派单位(CDU)价钱占比力高。据咱们拆解,液冷家当链寻常由液冷板(本钱占比30%)、冷冻水分派单位CDU(包罗水泵、阀、发电装配、电器元件)(本钱占比40%)及板式换热器(本钱占比10%)、衔接器和管道等零部件构成。咱们解析液冷中央壁垒正在于体例的职掌算法体验以及保险液冷板或电子元器件密封性的原料和工艺计划。大个别液冷机柜厂商表采泵、阀、管道等专业零部件,自立做体例性功用计划;个别厂商具有全链条自立临蓐才力,且配套主板、机柜、散热体例、存储硬盘、搜集调换机等机房配套办法。
液冷泵是CDU的紧张组件之一。泵供给动力,使液体冷却剂轮回通过冷板和冷却体例,确保有用的热转达,是使数据核心内依旧最佳管事温度的环节部件。常用泵的类型有离心泵和容积泵。目前重要的出席企业为表资品牌。
运营商液冷浸透率预期笑观,咱们估计环球2029年AI任事器液冷市集领域或达2372亿元。咱们假设如下:1)咱们假设2024-2029年环球AI任事器出货量复合增速30%;2)随AIDC发扬,AI任事器功耗或增至5kW-10kW,咱们假设新增任事器单台功耗从2024年2kW增至2029年10kW;3)据三大运营商采购招标指引,他日三年液冷手艺浸透率或迅疾擢升,至2029年抵达70%;4)假设冷板式液占比庇护65%。据咱们测算,2029年环球AI任事器液冷市集领域可达2,372亿元。
材料来历:IDC,中国信通院,Businesswire,中金公司酌量部注:液冷本钱搜罗液冷体例及附带机柜等硬件办法本钱
国内液冷厂商大致可分为三个梯队。液冷厂商寻常由下游互联网/运营商指定,重要分为三大梯队:1)第一梯队:任事器厂商向下兼容,中央代表企业为曙光和海潮,兼具临蓐成立才力,也许供给完善测试修筑;2)第二梯队:由古板的严紧空调成立商构成,这些厂商蓝本就从事冷却根柢办法配套管事,手艺途径从气氛冷却转向液冷并没有太大转移壁垒,其余他们正在CDU方面拥有自然上风,由于CDU产物样式与严紧空调最为挨近,且本钱占比高达25%以上,比如;3)第三梯队:重要由新兴的幼型液冷厂商组成,这些企业多人缔造于2020-2021年间,拥有乖巧市集顺应与一共例液冷处置计划才力。
AI任事器拉动特高层PCB/ HDI需求。据Prismark,2023年环球任事器及数据核心对PCB需求占比约13%;2024年环球PCB产值苏醒5.5%至733亿元,重要为任事器+数据核心需求拉动。正在AI任事器中,特高层PCB(18层以上铜板)/HDI(高密度互联板)供给高密度走线,满意数据讯号传输需求。以GB200为例,封装基正在22层以上。
2024-2028年环球PCB构造性瓦解。以特高层高速板为代表的高端PCB,迎来迅疾发扬趋向。据Prismark,2023-2028E年环球PCB行业团体增速为5%,特高层PCB(18层以上)、高阶HDI复合增速为10.0%/7.8%。
高端PCB成立增补钻针花费。高层高速板加工体现NC钻孔、激光打孔并存,呆滞钻孔为主流的加工形式(如下图)。PCB板厂通过钻孔机(装备钻针耗材),钻出上下流畅的穿孔买通PCB;遵照咱们家当领略,重要有如下成分,导致PCB钻针花费量价齐升:
高层板板厚变厚:NC打孔高速动弹时,因刀具刚度差而发生偏孔或断刀,增补PCB钻针花费,如≥10层的PCB板介质层厚度正在100um以上。
钻孔毛刺非常:高多层板树脂填料多,粘度硬度大,钻孔历程中的发生的摩擦高温容易导致板材除胶不净。为改革高层铜厚板毛刺题目,条件换刀次数节减。钻头磨次职掌正在3次以内,可有用改革钻孔毛刺,是以钻针换刀频率加疾。
中国主导环球PCB成立,钻针国产化迎风起。中国大陆PCB家当领域居环球前线,撑持钻针成立潜力;2025年我国PCB产值估计为415亿美元,占环球54%。遵照QY Research,2025年我国PCB钻针产值约6.5亿元,第一梯队“日本佑能、鼎泰高科、金洲精工”盘踞46%份额。
高层PCB带来涂层钻针浸透率擢升。PCB用覆铜板的重要因素为树脂、铜箔、玻璃布和填料,带金刚石涂层钻针可增补寿命5-10倍,节减粘连。认为例,PCB钻针团体正在1元/支,带涂层的钻针带来单价起码30%向上弹性。
燃气轮机零件杂乱,异形曲面较多。燃气轮机由机匣、叶片(动力装配)、涡轮盘等组成,汽轮机效果凹凸,尤与叶片型面加工成立息息闭系。叶片曲率转变大,间距幼,截至目前,国内航空鼓动机厂、汽轮机厂、叶片专业临蓐厂,操纵多人为Starrag(瑞士)、DMG、Hamuel(哈默)为代表的海表五轴联动叶片加工核心,国产修筑替换任重道远。
2024年我国五轴联动机床市集120亿元。遵照中商酌量院,2021-2024年我国五轴联动机床市集增速14%,远高于同期金属切削市集显示。
AIDC投资不足预期。若各家厂商对AIDC的投资力度不足预期,将影响闭系闭键供电、造冷、加工设备的需求量。
新手艺发扬不足预期。若液冷等新手艺的发扬不足预期,将影响液冷家当链各闭键的需求,如任事器、冷板等。
闭税危险。燃气轮机主机厂重要会合正在海表,若征收闭税,或将影响中国零部件供应商的出货量和价钱。