东数西算细分液冷行业标准于4月1日起实施,哪些公司值得关注?

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“液冷”是指使用高比热容的液体作为热量传输的工质满足服务器等IT设备散热需求的冷却方式,主要分为间接接触型液冷和直接接触型液冷,纯净水水、矿物油、氟化液都是常用的冷却液。目前液冷技术主要应用于高性能计算,广泛使用在数据中心、边缘计算、人工智能技术等方面。

据资料估算,将有超过20%的边缘计算数据中心会采用液冷技术。液冷技术由于其高效,部署对建筑物依赖度低以及静音安全等特点,可满足场地电力容量不足的条件下部署更高密度。

据中国信息通信研究院官方消息,5项数据中心液冷行业标准已于2021年12月发布,并将于2022年4月1日起正式实施;同时伴随着“东数西算”工程正式全面启动,数据中心制冷行业将大幅受益。以下上市公司在数据中心相关领域的液冷方向有所布局值得关注:

申菱环境(301018)

公司作为华为机房精密空调的主要供应商,销售份额保持稳定且占比较高,华为定制类和中大型暖通设备主要向申菱采购,用于企业业务和运营商业务。基于与华为的战略合作经验,不断向同类客户群体延伸,目前已得到了包括曙光、中国移动、阿里、腾讯、百度、秦淮数据、世纪互联、浪潮、科华、万国等众多客户的认可,并在逐步扩大合作范围。

2022年2月20日公司在互动易平台披露:数据中心相关业务是公司最大业务板块。国家推进东数西算以及加大算力枢纽节点的建设将创造大量市场机会,公司将结合碳中和大背景加大在高效节能的数据中心散热系统如新型蒸发冷产品,自然冷产品,液冷产品等的投入和拓展。

依米康(300249)

公司的核心业务为数据中心等信息数据基础设施全生命周期提供整体解决方案。公司聚焦数据中心科技基础设施行业的耕耘,构建了在行业内实现产业链的贯通经营,已经形成专业整体解决方案品牌优势。

2020年3月,公司在互动易平台表示:公司正在开展液态金属制冷技术应用研究。2022年1月26日公司互动易披露:公司相关产品、解决方案已经包含了数字孪生的技术和应用,如现在数据中心领域,前期的bim建模,空调的数字化设计、仿真与制造,用于全生命周期管理的大数据平台,都是数字孪生技术实际应用。

巨化股份(600160)

公司是国内领先的氟化工、氯碱化工新材料先进制造业基地,主要业务为基本化工原料、食品包装材料、氟化工原料及后续产品的研发、生产与销售。公司拥有氯碱化工、硫酸化工、煤化工、基础氟化工等氟化工必需的产业自我配套体系,并以此为基础,形成了包括基础配套原料、氟致冷剂、有机氟单体、含氟聚合物、精细化学品等在内的完整的氟化工产业链,并涉足石油化工产业。

公司成功开发出了高性能大数据中心设备专用的巨芯冷却液,填补了国内高性能大数据中心专用冷却液的空白,主要性能指标与国外垄断产品相当。公司浸没式冷却液项目规划产能5000吨/年,其中一期1000吨/年项目已处于建设阶段。

液冷散热是指通过液体来替代空气,把CPU、内存条、芯片组、扩展卡等器件在运行时所产生的热量带走。那么浸没式液冷就是利用冷却液,将一排排的服务器等浸泡在绝缘冷却液里,更好的达到保护电子元器件低温运行的效果,也能更好地提升服务器的使用寿命。

一、数据中心与降温技术的演变

作为数据中心的自带命题,降温技术一直伴随着数据中心的发展阶段而不断升级。从阶段来看,两者的发展共同经历了四个阶段:

1.在大型计算机机房时代,当时在降温方面的技术和经验,都处于比较低的水平。既缺乏精密的温度控制,也缺乏有效的防尘手段,起步阶段嘛,可以理解。

2.在塔式服务器机房时代,开始有恒温恒湿的专用空调设备出现在机房中,并且有了新风系统和机房正压防灰尘。在数据处理和计算能力上都迈上了新台阶。

3.在机架式服务器机房时代,已经广泛使用恒温恒湿的专用空调和初步的气流组织管理。这时的降温技术更加成熟,统一化、标准化管理能力也变得更好。

4.在数据中心演变为云计算中心时代,高密度服务器、超大规模IDC成为主流。这一阶段的降温技术上,列间空调已经广泛使用,并且出现了精细的气流组织管理。

数据中心的发展与降温技术息息相关,两者相互促进,每一个阶段的数据中心,都要与之相匹配的降温技术。

二、对比比较

风冷散热与液冷散热对比

传统的风冷散热:通过散热器将CPU发出的热量转移至散热器块,然后通过风扇将热气吹走。因此还需要空调给环境降温。

液冷散热:指通过液体来替代空气,把CPU、内存条、芯片组、扩展卡等器件在运行时所产生的热量带走

液冷散热运行相比于风冷散热更安静(没有风扇产生的噪音);同体积液体比同体积空气带走的热量更多,导热更强,也就是降温效率更高;功耗也更低;而且采用液冷技术后,还可减少空调机的投入,节省空间。但液冷散热的成本高,维护比较困难。

目前市场中主要有两种形态的液冷服务器,一种是浸没式液冷服务器;第二种是板式液冷服务器。

冷板式液冷与浸没式液冷对比

冷板式液冷:发热量最大的部件CPU不直接与散热液体接触,而是通过将液体灌输在传导设备中,CPU端与液体传导设备贴在一起,热量通过传导设备带走,从而达到散热效果。

浸没式液冷:将发热器件浸没于液体中,通过直接接触进行热交换来降温。

目前全球采用冷板式散热方式的相对多一些,因为该技术对比浸没式液冷服务器要解决的工业难题、成本都更低一些。但浸没式液冷技术能在服务器架构上带来颠覆式改变, 对数据中心来说,冷板式液冷技术更多的是一种过渡技术,浸没液冷才是未来,因为它能以“釜底抽薪”的方式达到更好的降温效果。

三、液冷技术相关

冷却液的类型介绍:  

液冷分类为了水冷和其他介质冷却,可用的其他介质包括、矿物油、电子氟化液等

1.水:比热容大,无污染但并非绝缘体,只能应用于非直接接触型液冷技术中。

2.矿物油:是一种价格相对低廉的绝缘冷却液,单相矿物油无味无毒不易挥发,是一种环境友好型介质,但矿物油粘性较高,比较容易残留,特定条件下有燃烧的风险。

3.氟化液:由于具有绝缘且不燃的惰性特点,不会对设备造成任何影响,是目前应用最广泛的浸没式冷却液。

按照冷却原理,又将液冷分为了冷板式液冷(间接式冷却)和浸没式液冷(直接式冷却)两种系统模式,上面已经做过对比。

综合来说,浸没液冷大幅降低传热温差,利用浸没式液冷整个数据中心的生态和运算能力都能得到良好优化,也更有助于提高高密度运算性能,计算密度和性能能实现新的突破。

冷服务器是一款具备综合性能更稳定、部署环境更绿色、能源损耗更低、几乎无噪音等超多优点的新型高效节能产品。


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