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液冷革命引爆算力核变：从千卡集群到万卡智脑的生死竞速

十大品牌 2025年08月06日 16:20 0 aa
液冷革命引爆算力核变：从千卡集群到万卡智脑的生死竞速

当英伟达H100单卡功耗突破700W，谷歌TPU v5集群年耗电堪比冰岛全国用量——散热能耗已成算力扩张最大锁链。IDC数据警示：2024年全球算力规模达12 ZFLOPS，但单位算力成本因能耗暴增35%。生死突围点在于液冷技术：中科曙光浸没式液冷使PUE降至1.05，万卡集群省电2.4亿度/年，但制冷剂成本占比飙升至40%。中国“东数西算”工程强制PUE＜1.25，倒逼超算中心三年内液冷改造。

中投产业研究院《“十五五”中国未来产业之算力产业趋势预测及投资机会研究报告》为您拆解算力产业如何跨越「性能-功耗-成本」的能源鸿沟。

一、行业图谱：算力“三阶火箭”推进模型

算力产业划分为三大层级：芯片层（燃料）→集群层（引擎）→服务层（航迹），核心矛盾聚焦能耗效率。

图表　算力技术价值矩阵（2026预测）

液冷革命引爆算力核变：从千卡集群到万卡智脑的生死竞速

数据来源：IDC 2025

（一）技术代际差

  1. 液冷与风冷的“热战”
    1）风冷极限：单机柜功耗＜30kW（PUE 1.5+），微软Azure因过热宕机率升0.5%；
    2）浸没式液冷突破：华为OceanCool使单机柜承载100kW，但氟化液成本$300/L（是风冷5倍）。
  2. 芯片能效生死线
    1）英伟达H100 FP64算力134TFLOPS@700W，中国寒武纪MLU370仅20TFLOPS@300W，能效差3.7倍；
    2）突围路径：壁仞科技BR100采用Chiplet封装，算力密度追平H100但良率仅40%。

二、技术成熟度曲线：四大瓶颈突破时间表

中投产业研究院依据Gartner模型判断，液冷技术进入成长期，存算一体芯片处于技术萌芽期。

图表　关键技术成熟度评估

液冷革命引爆算力核变：从千卡集群到万卡智脑的生死竞速

数据来源：中投产业研究院整理

（一）能耗成本临界点

  1. 电力成本黑洞
  • 英伟达DGX H100集群年电费$38万（占TCO 60%），中国超算中心若全面液冷化，制冷剂成本将超电费支出。降本案例：宁德时代AI工厂采用曙光浸没液冷，PUE降至1.08，但制冷剂年补充成本达$120万。
  1. 芯片制程枷锁
  • 台积电2nm芯片晶体管密度480MTr/mm²（3nm290MTr），但漏电率上升20%，华为昇腾910B采用7nm+3D封装补救能效。

三、五大维度竞争沙盘

中投产业研究院《“十五五”中国未来产业之算力产业趋势预测及投资机会研究报告》从性能、需求、技术、供应链、政策拆解产业断层线。

（一）性能代差诊断

图表　中美算力效能对比

液冷革命引爆算力核变：从千卡集群到万卡智脑的生死竞速

数据来源：中投产业研究院整理

（二）需求爆发领域

图表　高增长赛道CAGR对比

液冷革命引爆算力核变：从千卡集群到万卡智脑的生死竞速

数据来源：中投产业研究院整理

（三）供应链风险图谱

图表　核心部件国产化率

液冷革命引爆算力核变：从千卡集群到万卡智脑的生死竞速

数据来源：中投产业研究院整理

（四）政策资本杠杆

图表　三国政策强度指数

液冷革命引爆算力核变：从千卡集群到万卡智脑的生死竞速

数据来源：中投产业研究院整理

四、投资攻防：三大战略高地

中投产业研究院《“十五五”中国未来产业之算力产业趋势预测及投资机会研究报告》筛选逻辑：国产替代窗口期（＜3年）+政策确定性（补贴覆盖＞25%成本）。

（一）高增长赛道（2026爆发）

  1. 液冷集成商：中科曙光（政府超算占比60%）、高澜股份（专利数第一）；
  2. 存算一体芯片：后摩智能（12nm流片成功）、亿铸科技（阻变存储器突破）。

（二）技术突破标的

  1. 算力调度：东方通（国家算力网核心供应商）；
  2. 封装材料：华海诚科（颗粒环氧塑封料通过验证）。

（三）风险对冲组合

  1. 风冷冗余方案：英维克（液冷改造过渡期受益）；
  2. 算力租赁：鸿博股份（英伟达A800集群储备）。

五、风险预警：四只“灰犀牛”

中投产业研究院《“十五五”中国未来产业之算力产业趋势预测及投资机会研究报告》预警：

  1. 液冷专利狙击：3M公司对中国氟化液征收专利费（单升成本+$50）；
  2. 先进封装断链：CoWoS产能缺口＞40%（台积电独家掌控）；
  3. 能效政策加码：欧盟强制要求AI算力碳足迹披露（不符合者禁售）；
  4. 技术路线颠覆：光子芯片实验室能效比硅基芯片高1000倍（Lightmatter融资$2亿）。

结语：算力的“热力学第二定律”

中投产业研究院《“十五五”中国未来产业之算力产业趋势预测及投资机会研究报告》建议：

产业价值=（计算密度×能效比）/（时延×碳足迹）
中国破局路径：

  • 技术侧：液冷+存算一体+3D封装三路并进（参考中科曙光“硬拆解”方案）；
  • 政策侧：构建算力碳排放交易市场（东数西算绿色凭证试点）；
  • 资本侧：并购日韩材料企业（仿中化收购Elkem案例）。
    当每瓦算力冲破100TFLOPS的物理极限，人类才可能触摸真正的人工智能奇点。

公司介绍：

本文作者为中投顾问下属机构：中投产业研究院。

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