现阶段全球AI智算市场需求高速路增长,临沂、高INS13ZD等多元性INS13ZD基础建设持续产业发展,促进压缩机新市场需求。同时,在“双碳”大背景下,政府机构对网络控制系统PUE(热能利用率)明确要求愈来愈高。
水冷伺服器在控制技术、政策和市场需求的助推下迎坚挺的促进力。
IDC数据显示2022年中国水冷伺服器市场规模达72亿元,yoy +190%,今后5年CAGR可望达57%。#水冷##伺服器##网络控制系统#
水冷行业概要
水冷控制技术的出现,相对于水冷控制系统其关键性在于明显改善了馈电的散热器方式,更能满足用户临沂交换器、全功能准确压缩机,具有更节能环保、更节地、噪音相对而言缺点。
但现阶段水冷控制技术存在自然生态不健全、投资生产成本高等师范问题。每家商品大小不等,商品制度化某种程度较高,交换器与伺服器广度谐振,已有标准化T03W,无法技术标准、品牌化产业化。
由于零配件精准度、金属材料工艺技术明确要求更高,因此水冷控制系统末期生产成本比水冷更高。
网络控制系统水冷设计图:
从水冷控制技术来看,主要行业行业龙头为冷机械式水冷、浸式水冷和除尘式水冷。
控制技术走线优先选择方面,冷机械式水冷与交流电浸式水冷各有好坏,自然生态均需健全,二者重构均尚待甚久,今后一定时间内将共存产业发展,为现阶段业界产业发展非主流。
目前国内临沂度的云网络控制系统以及智算中心主要以冷机械式水冷为主,超算中心主要以浸式水冷为主。
浸式水冷是一种完全将伺服器浸泡在冷却液中的散热器控制技术,其中所有的发热元件热量直接传递给冷却液,通过冷却液循环流动或蒸发冷凝相变来进行散热器。
浸式水冷可以进一步分为交流电浸式水冷和相变浸式水冷两种方式,其中交流电浸式水冷采用冷却液循环流动的方式进行散热器,而相变浸式水冷则通过冷却液的相变来实现散热器,控制明确要求更高。
相对于冷机械式和除尘式,浸没式水冷是直接接触的压缩机方式,更大某种程度利用液体的比热容特点,压缩机效率更高。
今后,考虑到对伺服器改变形态的大小以及综合生产成本等,在伺服器热力密度为15-20KW阶段,冷机械式水冷对于伺服器的形态变化相对较小、冷却液环节占比较高,环保等方面可望优先采用。
随着网络控制系统INS13ZD市场需求的提升和降低PUE值政策的推进,浸式水冷的渗透率可望不断提升。
水冷产业链
水冷产业自然生态尚不成熟,还需上下游协同推进。
目前业界还没有服务器与交换器的标准化接口规范标准,由于交换器与伺服器需要广度谐振,而每家伺服器设备、冷却液、压缩机管路、供配电等商品大小不等,不同厂家商品接口不同、不能互相兼容,势必限制竞争,影响产业的高质量产业发展,因此需要产业链上下游的协同推进。
水冷产业自然生态涉及产业链上中下游,包括上游的商品零配件提供商、中游的水冷伺服器提供商及下游的INS13ZD使用者。
水冷产业链:
水冷市场格局
全球水冷市场方面,谷歌、微软、英特尔、IBM、HP等公司已经在水冷控制技术领域有所布局。
英伟达明确今后逐步切换水冷方案以适配HGX平台。
Supermicro推出适配英伟达HGXH100的水冷伺服器方案。据Supermicro数据,使用水冷可以帮助IDC节省40%的电力。
Supermicro下一代AI伺服器水冷方案:
水冷行业具有较高的进入壁垒,包括控制技术壁垒、人才壁垒和客户认证壁垒。
水冷网络控制系统基础建设商品的研发和制造涉及冷却控制技术、压缩机控制系统设计及仿真控制技术、温湿度解耦控制算法等多项控制技术领域,明确要求企业具备成熟、深入的控制技术积累。
出于安全性、稳定性等考虑,企业客户在优先选择水冷网络控制系统基础建设供应商时通常需要进行严格的资质验证。另一方面,客户在与水冷网络控制系统基础建设供应商建立生产配套关系后,倾向于维持与现有控制技术供应商的合作,不会轻易更换主要供应商,因此先进入者具有先发优势。
国内市场中,部分企业经过多年的控制技术积累和沉淀,已经展现出较为明显的控制技术优势和市场先发优势,今后行业界可望形成行业龙头厂商占据主要市场份额的竞争格局。
据信通院《中国水冷网络控制系统产业发展白皮书》对于中国水冷网络控制系统厂商竞争力的研究,基于商品营收、市占率、客户反馈等指标,中科曙光、浪潮信息为市场的领导者,华为、阿里巴巴、联想、英维克、高澜股份、维谛控制技术、广东合一、宁畅等紧随其后。
IDC发布的《2022年中国伺服器市场跟踪报告》显示:浪潮信息稳坐头部,第二名为新华三(紫光股份旗下),此外超聚变(原华为)和中兴通讯份额提升明显,现阶段头部伺服器厂商包括中科曙光、工业富联等均有水冷控制技术布局。
2022年,浪潮将“All In水冷”纳入公司产业发展战略中,全栈布局水冷,实现伺服器全商品线支撑水冷,并进一步升级液冷智算中心解决方案,实现网络控制系统PUE<1.1。目前,浪潮信息已拥有100多项水冷控制技术领域核心专利,并已参与制定网络控制系统水冷相关设计的控制技术标准和测试规范。
中科曙光子公司曙光数创是浸相变水冷领军企业,冷板水冷网络控制系统基础建设商品-C7000系列是国内首款量产的冷板水冷网络控制系统基础建设商品及伺服器冷板散热器套件。截止2022年,冷板商品已经迭代至第四代商品。22年IPO募集资金近2.3亿元用于水冷数据中心商品升级及产业化研发项目。
工业富联在今年4月第六届数字中国建设峰会上,展出了其最新的2U水冷伺服器,Tethys高性能临沂度浸式模块化伺服器,基于第四代英特尔至强可扩展处理器设计的2U2N机构式伺服器,采用独创模块化架构实现了灵活模块布局。
在2023年INS13ZD创新产业发展高峰论坛”上,中国移动、中国电信、中国联通三家基础电信运营企业,邀请水冷产业链的相关代表企业共同面向业界发布了《电信运营商水冷控制技术白皮书》。
白皮书中倡议产业各方凝聚共识、加强协作,在控制技术、产业、自然生态等方面攻坚克难,解决现阶段水冷控制技术和商品在接口规范标准不够健全、原创控制技术不够成熟、产业自然生态不够健全等系列问题。白皮书中还提到了今后三项重点工作:一是凝聚合力、加强合作。加强市场需求使用单位、生产企业、高校和研究单位的合作交流,建立协同产业发展机制,联合攻关、联合试点、联合推广。二是健全标准、推进自然生态,推进接口标准化及技术标准。三是示范验证、加快推广。打造若干个试点示范,加快测试验证,形成可复制、可推广的经验和做法,促进水冷产业成熟与规模应用。
在新一轮人工智能浪潮爆和INS13ZD紧缺的大背景下,产业链上下游各环节伺服器厂商、运营商以及上游的供应商加速协同合作,可望推进水冷产业更进一步产业发展。