在英伟达机架液冷服务器系统中,冷板+CDU+歧管合计占单台GB200机架热价值量thermal content value的90%以上,下方文章是野村及多方机构针对液冷组件及市场整体价值量做出的市场估算。
数据来源:Wiwynn、SMCI、Boyd、Parker、QCT、Nomura
热管理系统架构分为室外侧和机房侧两部分,机房侧又可进一步拆解成服务器侧和机房内。其中,室外侧包含冷却塔、 冷水机组、一次侧管网、一次侧冷却液等;机房侧包含CDU、液冷机柜、ICT设备、二次侧管网和二次侧冷却液等。
室外侧作为外部冷源,目前散热方案已实现了从风冷到液冷的转换,其冷却方案主要通过冷冻水水温升降来转移来自机房侧的热量,应用较为成熟。
机房侧液冷方案则主要由冷却液流经供液环路和服务器内部流道来实现热量转移,并通过 CDU中的板式换热器将热量传导至室外侧。目前市场上风冷方案向液冷方案的升级主要指机房侧机柜内的散热。
1)冷板-承担漏液风险:在液冷解决方案中约占机架内容价值的35-45%,通常2、3或更多冷板组成一个冷板模块。每片冷板的价格可能在150-300美元区间(GPU冷板的ASP更高)。由于冷板模块直接放置在GPU/CPU顶部,冷板供应商需要对漏液负责,如发生泄露,需要赔偿整个板的价值。因此,高ASP的定价来缓冲潜在的负债风险。部分技术诀窍在于出水口对齐、铜抗氧化处理和金属焊接。市场竞争激烈,英伟达RVL(参考供应商列表)/AVL(批准供应商列表)以及拥有良好客户资源、充足资本的供应商或脱颖而出。
野村针对冷板的预测是基于GPU+CPU+NVSwitch ASIC出货量合计值,再叠加10-20%的液冷部件inflation。
图表. 英伟达GB200冷板出货量预测,
数据来源:野村
2
)
CDU
冷却分配单元
-
具备最高
ASP
的组件:在服务器机架或侧柜内的闭环系统中循环和泵送冷却剂,负责流量、压力以及泄露监控。关键组件包括泵和热交换器单元,此外还有储液器、电源、控制板、传感器。
图表. 机架内CDU结构,
数据来源:
Kaori
图表. 机架内CDU内部拆分示意,
数据来源:
Boyd
图表. In-row CDU,
数据来源:
Kaori
3
)
CDM
(
coolant distribution manifold
冷却剂分配歧管):悬挂在机架后的冷却剂通道,一部分用于热液输出,另一部分用于冷液输入,焊接技术是关键。多数公司使用激光焊接或真空焊接,前者优势是成本低,制造时间短更灵活,但相较后者承担更高变形风险。后者初始成本高、变形风险低、外观优、生产耗时长。
图表. 歧管示意图,
数据来源:
Boyd
、
Kaori
4
)
UQD
(
universal quick disconnect
通用快速断开接头):是在
OCP
推动下,为实现数据中心液冷系统接头的无漏快速切换而开发的一种全球性开放标准。主要供应商有
Parker Hannifin
(美国)、
CPC
(美国)、
Staubli
(瑞士)和
CEJN
(瑞典),
Lotes、
FIT
、
AVC
等公司也正在进入。单机架所需的
UQD
数量巨大,单
GB200 NVL72
需要
162
套,单价为
50-100
美元,每套
2
个,合计价值约
12150
美元。
UQD
成本通常包含在冷板和歧管中,因为会被送到冷板和歧管供应商进行组装,再发货给
ODM
。
GB200 NVL36 L2A:1)服务器层面,冷板价值量约1500美元(200~400*6),风扇约200美元,合计约1700美元;2)机架层面,计算托盘thermal content约15300美元(1700*9),NVLink switch托盘约5850美元(650*9),CDU价值量约20000美元(20000*1),歧管约12000美元(10000~20000*1),合计约57150美元,总计约58850美元。
GB200 NVL72 L2L:1)服务器层面,冷板价值量约1500美元(200~400*6),风扇约200美元,合计约1700美元;2)机架层面,计算托盘thermal content约30600美元(1700*18),NVLink switch托盘约5850美元(650*9),CDU价值量约30000美元(30000*1),歧管约12000美元(10000~20000*1),合计约78450美元,总计约80150美元。
图表. 英伟达各型号服务器热管理价值变化,
数据来源:野村估算
基于野村对GB200出货量的预测,液冷市场规模(仅含冷板、歧管和CDU)将从23/24年的17亿新台币(3.8亿人民币)/121亿新台币(27亿人民币)增长至25/26年的1229亿新台币(272亿人民币)/1292亿新台币(286亿人民币)。预测冷板将在24-26年的液冷市场中占据40-50%的价值份额,CDU的占比在30-40%,歧管占比15%-20%。
图表. 液冷市场规模预计(仅含冷板、歧管和CDU),
数据来源:野村
图表. 24-26年冷板、歧管和CDU在液冷市场中价值量占比,
数据来源:野村
据QY Research数据,23年全球数据中心液冷市场规模约19.82亿美元,同比+25.9%,其中亚太、北美、欧洲占比为36.3%、30.7%、27.7%,2030年有望增至79.34亿美元,年均增速20%左右。
图表. 全球数据中心液冷规模及预测,
数据来源:
QYResrarch
、华泰研究
数据中心建设中电力与冷却部署成本超过总成本的一半(以功率计)。新建数据中心成本通常可分为四类:1)土地和建筑外壳;2)电气系统;3)冷却系统;4)建筑装修。其中电气与冷却系统部署成本最高,分别占总成本的40%-45%/15%-20%。
据Dgtl Infra 23 年 11 月数据,以面积计算,新建数据中心的TCO约每平方英尺625-1135美元;以功率计算,每MW IT负载约700-1200万美元。计算可得新建一个70万平方英尺、60MW的大型数据中心的建设成本约4.2-7.7亿美元,其中电源管理与热管理系统部署最高成本分别达3.47/1.54亿美元。
图表. 数据中心建设成本占比,
数据来源:华泰研究