汽车零部件+液冷专题一:数据中心液冷长坡厚雪,UQD迎放量机遇

B站影视 韩国电影 2025-09-24 11:52 3

摘要:数据中心液冷方案趋势明确,带动液冷零部件需求增加。国内汽车零部件公司在汽车热管理领域积累了泵、阀、冷板、控制器等核心部件的研发及量产能力,诸多零部件公司亦获取了数据中心液冷订单。我们开启汽车零部件+液冷专题系列,重点提示在汽车热管理与数据中心液冷技术协同背景下

中金研究

数据中心液冷方案趋势明确,带动液冷零部件需求增加。国内汽车零部件公司在汽车热管理领域积累了泵、阀、冷板、控制器等核心部件的研发及量产能力,诸多零部件公司亦获取了数据中心液冷订单。我们开启汽车零部件+液冷专题系列,重点提示在汽车热管理与数据中心液冷技术协同背景下,汽车零部件公司拓展数据中心液冷业务,带来的第二成长曲线机会。

AI芯片功耗增加推动数据中心液冷方案加速应用,核心部件快换接头UQD景气度提升。 英伟达Blackwell、Rubin架构芯片功耗已超过1000W,突破了传统风冷的散热极限,使得液冷技术从可选方案变为必然选择。快换接头UQD作为液冷技术的关键组件,在液冷系统中实现冷却液的安全连接和快速切换功能,确保数据中心运维的连续性和可靠性。受益于英伟达GB200机柜向GB300机柜升级,单机柜的UQD用量可从108对跃升至252对,我们测算单机柜UQD的价值量提升30%至7.7万元。

为满足大规模部署需求,UQD技术正朝着轻量化、标准化和盲插化演进。 材料上,“塑料-金属”混合方案及“纯塑料”方案在保证性能的同时明显降低重量和成本,成为重要创新方向。行业标准OCP提出统一的规格、性能标准,英特尔牵头成立通用快接头联盟,解决了不同品牌产品互插互换的难题,提升运维便利性和系统可靠性。此外,能实现自动对接的盲插式(Blind-Mate)UQD因其能支持高效部署,已逐步被主流供应商采用。

国内供应链具备成本优势,国产替代空间广阔。 当前UQD市场由Stäubli、Parker等海外巨头主导,行业集中度高。部分国内供应商已成功切入英伟达等头部客户供应链,凭借成本优势、更短的交付周期和敏捷的技术服务快速崛起。

风险

技术发展不及预期、行业竞争加剧、客户拓展不及预期。

快换接头UQD:液冷系统关键组件之一

液冷二次侧关键部件,用量趋于增加

快速断开接头(Universal Quick Disconnect,UQD)是专为数据中心和高性能计算环境液冷系统设计的标准化流体连接器。 它用于连接管路与冷板、manifold与机架,通过自动连接机制实现冷却液的快速、安全流通。UQD作为Open Compute Project(OCP)标准的核心组件,由英特尔发起并在OCP社区内发展为开放标准,旨在为液冷系统提供通用的无泄漏快速连接解决方案。随着人工智能和高性能计算需求的快速增长,GPU芯片功耗从700W攀升至1000W以上,传统风冷系统已无法满足散热要求,UQD作为液冷技术的关键组件,正成为数据中心热管理的核心技术。

图表1:数据中心UQD产品

资料来源:丹佛斯官网,中金公司研究部

图表2:冷板式液冷UQD位置示意图

资料来源:《冷板式液冷盲插快接头解耦问题研究》,刘鑫宁等,2025,中金公司研究部

图表3:UQD微观结构示意图

资料来源:OCP官网,中金公司研究部

UQD系列产品包含四种标准规格型号:UQD02、UQD04、UQD06和UQD08,分别对应不同的冷却液流通量需求。 随着型号编号的增加,接头的公称直径和流量能力也相应增大。UQD02对应1/8英寸规格,适用于低功耗设备的基础液冷需求;UQD04对应1/4英寸规格,是数据中心服务器最常用的规格;UQD06对应3/8英寸规格,适用于高密度计算环境;UQD08对应1/2英寸规格,主要用于大功率GPU集群和超级计算机等高散热需求场景。各型号均严格遵循OCP标准规范,确保不同制造商产品间的互操作性。产品提供多种终端连接选项,包括ORB螺纹、BSPP螺纹以及推入式软管连接,以适应不同的系统安装需求。

图表4:UQD产品型号梳理

资料来源:丹佛斯官网,中金公司研究部

液冷方案渗透率提升,推动UQD行业扩容

液冷技术在散热效率方面远超传统风冷系统,为数据中心提供了更节能的热管理解决方案。 根据兰洋科技数据,芯片热功率已达风冷极限350W-400W,而液体导热能力是空气的25倍,同体积液体带走热量是空气的3000倍,液冷技术凭借显著的物理优势成为高功耗芯片散热的必然选择。根据NVIDIA和Vertiv联合发布的研究显示,在高密数据中心中,IT负载从100%风冷转型为75%液冷的方案时,服务器风扇用电量降低最多达到80%,总体使用效率(TUE)提高15%以上,每年可降低10%的能源成本。我们认为,随着数据中心对能源效率要求的不断提高以及碳减排压力的增加,液冷技术的效率优势将推动其在行业中的加速普及。

AI计算芯片功率的快速增长正在突破传统风冷系统的散热极限,迫使数据中心向液冷技术转型。 随着数据中心芯片功耗不断攀升,传统风冷系统正面临散热能力的瓶颈,高功耗芯片对液冷技术的需求日益迫切。NVIDIA最新一代AI芯片功耗呈现显著增长态势,当前主流H100和H200均为700W,而新发布的Blackwell架构B200达到1000W,最高规格版本甚至可达1200W,密集部署的此类高功耗GPU集群产生的热量已经超出传统风冷系统的处理能力,必须采用液冷等先进冷却解决方案。我们认为,AI和高性能计算应用需求的增长,以及芯片功率密度的持续提升,将成为推动数据中心液冷技术渗透率快速提升的核心驱动力,预计未来几年液冷将从当前的补充技术发展为主流散热方案。

图表5:风冷与液冷覆盖功率范围

资料来源:戴尔,中金公司研究部

图表6:英伟达芯片架构及功率升级趋势

资料来源:NVIDIA官网,GTC大会,中金公司研究部

液冷技术根据冷却液与发热设备的接触方式不同,主要分为冷板式、浸没式和喷淋式三种技术路径。 冷板式液冷是将换热器直接贴合发热部件放置散热的技术,采用微通道强化换热手段,具有较高的散热性能,作为非接触式液冷,冷却液并不直接接触发热设备,而是通过接触冷板运输热量,系统主要由冷却塔、CDU、一次侧及二次侧液冷管路、冷却介质、液冷机柜组成。浸没式液冷是将发热设备浸没在冷却液体里实现散热的技术,IT设备浸没在矿物油、硅油、氟化液等不导电液体中,该技术采用发热设备与冷却液体充分接触的方式,接触面大,换热效率高,能够实现较低的功耗,以冷却液是否发生相变又分为单相和两相浸没式液冷。喷淋式液冷是将冷却液直接喷洒于发热器件实现控温的技术,系统包含管路系统、布液系统、喷淋模块、回液系统等,节能效果弱于浸没式液冷,是三种路径中运行维护最复杂的系统。

图表7:不同液冷技术的对比图

资料来源:《冷板式液冷数据中心研究与应用》,张锐,2024,中金公司研究部

从技术特性对比来看,三种液冷方式各有优劣,冷板式液冷有望短期内成为主流路线。 冷板式液冷在可维护性、空间利用性、兼容性等方面表现优秀,由于冷板式液冷起步较早,具有先发优势,技术成熟度高,实际应用场景广泛。根据CDCC测算数据,冷板式液冷在TCO成本方面具备明显优势,30kW机柜下风冷、冷板式液冷、单相浸没式每ITkW/月的TCO成本平均分别为1229元、1057元、1204元,冷板式液冷成本最优。在部署运维方面,根据CDCC发布的《冷板级液冷服务器设计白皮书》,冷板式液冷机房设备重量较浸没式可降低68%-75%,体积方面可维持传统机房尺寸不变且不需要独立运维空间,对改造要求较低。浸没式液冷虽然换热效率更高,但可维护性和兼容性较差,且设施需要重新安装。喷淋式液冷运行维护复杂,维护时易破坏服务器原有密封结构,应用范围有限。我们认为,冷板式液冷凭借部署运维简单、TCO成本优势和产业链成熟等特点,短期内成为主流液冷方案。

图表8:冷板式液冷系统TCO分析

资料来源:CDCC,中金公司研究部

随着数据中心机柜功率提升,液冷散热模组中UQD用量增加。 以英伟达GB200 NVL72为例,GB200液冷机柜中单个计算托盘配备6对UQD,每个机柜包含18个计算托盘,共108对用于计算单元的UQD。GB300由于机柜功率提升,散热方案在冷板、管路、UQD等各个环节都有升级:由两块GPU共享一块冷板升级为每块GPU有单独的冷板,单个计算托盘内冷板数量翻倍,UQD用量也提升至14对,每个机柜18个计算托盘对应252对UQD。我们测算随着机柜方案升级,单机柜UQD的价值量提升至7.7万元,同比提升30%。

图表9:GB200液冷模组

资料来源:企业存储技术公众号,中金公司研究部

图表10:GB300液冷模组

资料来源:灝域公司官网,中金公司研究部

图表11:UQD数量及价值量测算

资料来源:英伟达公司公告,川环科技公司公告等,中金公司研究部

潜在技术路线分析:轻量化、标准化、盲插化

塑料方案崭露头角,实现接头轻量化

多家供应商推出高性能塑料方案。 OCP行业标准在UQD产品规范中规定了产品尺寸、压力/温度/流量/冷却液兼容性等指标,并没有规定产品的材料,为行业提供了材料创新的可能性。行业当前主流的UQD材质均为金属材料,主要系不锈钢材料具备良好的耐腐蚀性和耐高温性,且具备耐久性和抗磨损等诸多优势。但同时,金属材料重量较重、成本较高也成为行业痛点。得益于高分子热塑性塑料在轻量化方面的优势,诸多行业公司如CPC、Parker推出了“塑料+金属”解决方案,插头本体仍保持不锈钢设计,壳体部分采用塑料材料。这种结构在保持轻便性的同时,提供较好的机械强度和耐用性:塑料部分减少了重量,而不锈钢部分增加了结构的稳固性和耐用性。

· 轻便性: 热塑性塑料通常比金属轻,降低了产品的重量,适用于需要减轻负担的应用。

· 耐腐蚀性: 高性能聚合物具有良好的耐腐蚀性能,可以避免因化学品暴露导致的损坏。

· 易操作性: 通过人体工学设计、颜色区分,可实现单手操作,易于安装。

· 防泄漏性: 塑料接头延续了传统接头的防泄漏特性,密封性能好。

“塑料-金属”混合结构不仅能降低产品重量和制造成本,还具有优良的耐腐蚀性和绝缘性能,易操作性高,在需要显著减轻系统连接件重量或追求更高性价比快速接头的液冷应用场景中具有广阔的应用前景。

图表12:Parker与CPC塑料接头产品及其优势

资料来源:公司官网,中金公司研究部

国内塑料接头企业亦布局相关产品,加速国产替代。 目前,国内UQD厂商溯联股份已经布局塑料接头领域。溯联股份专注于汽车用塑料流体管路产品及其零部件设计、研发、生产及销售,其主要产品为塑料快速接头和紧固件等,在塑料、橡胶领域积累深厚。2025年上半年,溯联股份陆续布局了UQD多项专利,包括偏差盲插接头、纯塑料接头、降低漏液的专利布局、防解锁结构设计等,技术储备完善。

图表13:溯联股份塑料接头产品及其专利布局

资料来源:国家知识产权局,中金公司研究院

行业推动产品标准化,盲插接头符合行业发展趋势

UQD标准化最初起源于英特尔在开放计算项目(OCP)框架下的推动,旨在解决数据中心液冷系统快接头缺乏统一标准的行业痛点。 英特尔早在2019年就在OCP社区内发起UQD标准倡议,联合业界制定了Universal Quick Disconnect UQD Specification Rev 1.0规范,统一了快接头的关键机械尺寸和基本性能要求,确保不同厂商的快接头在物理接口上能够实现兼容。该标准作为开放标准发布后,包括丹佛斯、CEJN、Stäubli、CPC等在内的国际主要流体连接器厂商纷纷推出符合OCP UQD规范的产品,初步解决了快接头接口统一化问题。然而,早期的OCP标准主要聚焦于机械尺寸的统一,在密封性能、流量特性、材料兼容性等方面仍存在厂商间的差异,导致不同品牌产品虽然能够物理连接,但在实际应用中的互换性和可靠性仍有待提升。

图表14:OCP标准中对于温度、寿命、流量等不同指标的要求

2025年8月,英特尔正式成立通用快接头互插互换联盟,标志着UQD标准化进入新的发展阶段。 该联盟首批认证合作伙伴包括英维克、丹佛斯、立敏达科技、蓝科电气和正北连接五家液冷生态供应商,经过一年时间对250种样品进行32次测试项目、上千次测试验证,最终实现了跨品牌UQD产品的真正互插互换。与早期OCP标准仅统一机械尺寸不同,英特尔联盟通过深入的兼容性测试发现并解决了弹簧软硬程度、压缩间距、密封圈材料等关键参数差异导致的互换问题,制定了更为严格的互换测试标准和流程。英特尔数据中心与人工智能集团副总裁兼中国区总经理陈葆立表示,该联盟的成立有效解决了行业痛点,让液冷从“可用”向“好用”转变,为液冷技术规模化部署奠定了坚实基础。我们认为,这一标准联盟的建立将显著降低数据中心运维复杂度,提升系统可靠性,推动液冷产业链的成熟发展。

图表15:英特尔通用快接头互插互换联盟

资料来源:英特尔官网,中金公司研究部

盲插式UQD代表着数据中心液冷技术的未来发展趋势,其在自动化程度、运维效率和系统可靠性方面相比非盲插式产品具有明显优势。 根据连接操作方式的不同,UQD可分为盲插式(Blind Mate)和非盲插式(Hand Mate)两大类型,两者在连接机制和应用场景上存在本质差异。盲插式UQD(UQDB)采用自动连接机制,能够在不需要精确对准的情况下实现快速连接,具备±1毫米径向失调容差,设计上更为复杂但操作效率更高。相对而言,非盲插式UQD更注重连接的准确性和稳定性,连接时需要确保接头的精确对准以保证良好的密封性能,结构相对简单但对操作人员的施工技巧和经验有一定要求。盲插式产品主要应用于空间紧凑或对操作便捷性要求较高的液冷机柜场景,能够减少因对准困难导致的时间浪费。

图表16:手插(左)与盲插(右)对比图

资料来源:丹佛斯官网,中金公司研究部

► 在自动化程度方面,盲插式UQD减少人工干预需求,系统可实现最大运行时间和服务连续性,而非盲插式产品仍需要技术人员进行手动操作。

► 在运维效率方面,盲插式产品能够显著缩短连接时间并减少人为错误风险,特别适用于高密度数据中心环境。

► 在系统可靠性方面,盲插式产品通过自对准功能和耐久性设计减少了人为操作失误和机械损坏风险,而非盲插式产品对操作技巧要求更高。

我们认为,随着数据中心向智能化、自动化方向演进,以及AI和高性能计算对运维连续性要求的不断提高,盲插式UQD将逐步成为主流选择,而非盲插式产品将主要用于对成本敏感或技术要求相对较低的应用场景。

竞争格局分析:国产替代空间广阔

目前UQD市场为海外厂商主导,市场集中度较高。 全球范围主要UQD制造商包括Parker Hannifin、Danfoss、CEJN、Staubli、Colder Product Company (CPC)、Koolance、Envicool (英维克)和JONHON(中航光电)等,以海外企业为主。根据GII数据,2024年全球前三大供应商占据约39%的收入,行业集中度较高。从国内市场来看,目前中国液冷连接器市场呈明显的梯队分布:第一梯队由国际厂商Parker、Danfoss等主导,技术成熟,主要占据高端市场;第二、三梯队为中航光电、英维克等中国厂商,虽起步较晚但发展迅速,正逐步拓展海内外市场份额。根据头豹研究院数据,2024年中国液冷连接器行业中,Staubli占比约30%、Parker占比约15%、中航光电占比约15%,CR3超50%,CR5超70%,集中度较高。

海外企业进入市场的时间较早,具有技术优势和先发优势。 代表性企业如Staubli成立于1892年,于20世纪中期即进军连接器领域,目前已完成全球布局;Parker Hannifin成立于1917年,长期从事流体连接器生产,2024年推出NSAC、NSEC和NSIC系列UQD。悠久的发展历史使海外企业在技术、渠道、客户上均具有较高的成熟度。UQD行业进入壁垒较高,有严格的技术壁垒(泄露率、耐压性等要求)、认证壁垒,根据PW Consulting研究,前五大UQD企业拥有超过60%的知识产权,头部海外企业在技术方面先发优势明显。

国内UQD行业迅速发展,英维克、中航光电等国内企业逐渐崛起。 中国液冷连接器行业从本世纪初开始萌芽,前期主要服务于航空航天、特种等传统高散热行业,后随着数据中心、新能源汽车等行业的飞速发展,液冷连接器逐渐扩展到民用领域。2021年至今,UQD进入标准化与国际化发展新阶段,《绿色数据中心政府采购需求标准(试行)》《算力基础设施高质量发展行动计划》等文件的发布进一步推动了UQD的发展和应用。目前中航光电、英维克、高澜股份、强瑞技术等国内UQD厂家发展迅速。

全球UQD短缺提供机遇,响应速度+价格优势助力国产替代持续渗透。 2024年以来,数据中心发展迅速,由于其大量采用液冷技术,带来UQD需求激增,全球产能无法跟上,带来短期缺货和涨价潮。欧美厂商扩产意愿有限,因此许多服务器厂商开始加速验证和导入国产UQD产品,带来国内UQD市场的迅速发展。国内厂商相较国外厂商具有响应快、产品成本低、技术迭代快等优势。对于中国服务器厂商而言,国内供应商能提供更短的交付周期和更及时的本土化技术支持,具备本土化优势。与此同时,国内厂商产品质量及技术快速发展,达到国际领先标准。我们预计,国内供应链机遇+硬实力兼具,国产替代成为中国UQD市场发展趋势。

风险提示

技术发展不及预期。 UQD产品朝轻量化、标准化方向发展,如果塑料接头在下游客户中的验证节奏不及预期,下游客户仍有可能保持金属方案,导致新技术的应用不及预期。

行业竞争加剧。 当前市场份额集中在海外供应商,国内供应链正在加速国产替代,有可能导致行业竞争加剧,使得行业盈利能力下降。

客户拓展不及预期。 数据中心液冷的下游客户以国内外头部的科技公司为主,特别是英伟达产业链以海外为主,国内供应商突破海外客户有可能会遇到阻力,导致客户拓展不及预期

Source

文章来源

本文摘自:2025年9月19日已经发布的《汽车零部件+液冷专题一:数据中心液冷长坡厚雪,UQD迎放量机遇》

邓学 分析员 SAC 执证编号:S0080521010008 SFC CE Ref:BJV008

任丹霖 分析员 SAC 执证编号:S0080518060001 SFC CE Ref:BNF068

荆文娟 分析员 SAC 执证编号:S0080523010002

司颖 分析员 SAC 执证编号:S0080524060010

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来源:财富智囊

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