近期全球算力链持续强势，算力基础设施建设成为本轮全球AI的重点。

海外在AI算力基建加大投资规模，OpenAI首席执行官Sam Altman周末最新表示，计划将投入数万亿美元用于相关基础设施建设。

国内方面，以腾讯和阿里等为代表的互联网巨头正引领开启AI基新一轮投资。此外，国产芯片迭代加速、大厂招标在即以及产品性能和网络架构加速迭代，加速解决国内算力供给瓶颈。

在新一轮全球AI军备竞赛下，人工智能数据中心作为AI核心基建环节，产业链中的液冷、电源、光模块、交换机等各赛道加速迎来国产化机遇。

本文重点解析算力基建AI数据中心核心环节。

01

AIDC数据中心概览

AI大模型降本增效推动算力需求爆发增长，驱动数据中心向“智算中心”转型。

AIDC是AI与DC（Data Center，数据中心）的结合，即人工智能计算的数据中心，是专门为人工智能计算任务提供算力服务、数据服务和算法服务的新型算力基础设施。

当前数据中心从传统模式向加速计算模式转变，旨在满足人工智能技术快速发展对计算能力的巨大需求。

AIDC的特点：

高速计算：AIDC采用加速计算技术，如GPU、TPU等专用芯片，显著提高计算效率，满足人工智能算法对高性能计算的需求。除了使用GPU、TPU等专用芯片，AIDC还广泛采用并行计算架构。此外，为了实现计算单元之间以及计算单元与存储系统之间的高速数据传输，AIDC配备了高速网络连接技术，如InfiniBand、100G/400G以太网等。

高密度部署：一些大型的AIDC可以在一个标准机柜中部署多台高性能AI服务器，大大提高了空间利用率。此外，通用数据中心单机柜功率相对较低，一般在2-10KW；AIDC单机柜功率较高，通常在12-24KW或以上，当前AI对算力需求的持续攀升，单机柜功率还将进一步提升。

散热：由于AI服务器功耗大幅增加，AIDC采用液冷等高效散热技术，降低能耗和运营成本。AIDC采用的液冷技术有多种形式，包括冷板式液冷、浸没式液冷等适用于不同的应用场景和设备需求。

02

AI数据中心产业链

AI数据中心连接上下游软硬件生态，国产生态链加速适配完善。

上游基础层提供算力与数据支撑，包括算力硬件（芯片、服务器、光模块、交换机）、存储设备以及基础设施（电力供应、机柜机架、数据中心建设）和数据资源等。

中游技术层进行技术创新与平台构建，主要包括算法与模型开发、AI框架与工具链、以及算力优化与调度。

下游应用层是产业链的价值出口，主要实现AI技术的商业化落地。

智算中心AIDC产业链：

资料来源：《中国智算中心产业发展白皮书》

03

AI 液冷服务器

AI服务器是数据中心的基础硬件设施。

核心价值在于解决传统服务器在算力密度和扩展性上的瓶颈，满足AI算法对高吞吐、低延迟的实时需求。

AI算力芯片是AI服务器的核心，分为通用型AI芯片和专用型AI芯片。

通用型AI芯片主要包括CPU、GPU、DSP、FPGA等，专用型AI芯片主要包括TPU、NPU、ASIC等。算力核心赛道：AI芯片解析

按应用场景，AI服务器可分为训练和推理两种。在AI大模型发展早期，AI服务器需求以模型训练为主，训练型服务器占据市场主体地位；随着生成式AI应用发展，预计未来推理型服务器将逐渐成为市场主流。

在高功率密度服务器场景下，为解决机柜间的散热需求，液冷方案逐渐兴起。

相比于风冷，液冷散热能力更强，同时可以降低数据中心的PUE。

液冷服务器采用液体冷却技术的服务器系统，通过将液体注入服务器内部，利用冷热交换原理将服务器产生的热量带走，从而实现高效散热。

从液冷的市场格局来看，当前海外液冷格局清晰且盈利能力更强。一次侧、二次侧以及柜内设备采购方明确。北美以谷歌、微软、亚马逊等科技巨头为主导，液冷数据中心已实现规模化部署，英伟达GB300明确采用全液冷架构，AMD MI350系列标配液冷散热，推动液冷技术从“高端选项”变为“基础配置”。

随着液冷需求量增长台企供应商产能会逐渐出现瓶颈，ASIC芯片量产后也会带来液冷供应链的泛化，中国大陆供应商有望深度参与海外液冷市场。

在之前的文章中，我们梳理了液冷服务器核心零部件、液冷服务器核心技术路线。

液冷新技术

从液冷新技术来看，磁悬浮压缩机、单相冷板以及浸没式新材料都是值得重点关注的新方向。

一次侧磁悬浮压缩机：能耗更低，更能适应AIDC的芯片功率的快速变化，代替传统离心式压缩机是明确的行业趋势。丹佛斯是全球磁悬浮压缩机领域的领导者，占据全球70%的市场份额。当前丹佛斯、比泽尔等已处于供不应求状态，维谛等厂商正在积极寻求国产替代。

国内厂商中，汉钟精机与SKF联合开发磁悬浮轴承技术，噪音低于78dB，打破丹佛斯垄断；山东章鼓作为国内首家掌握磁悬浮水蒸气压缩机技术的企业，磁悬浮产品节能率30%，适配高温蒸汽环境；佳力图磁悬浮离心式冷水机组PUE值低至1.15，适配液冷服务器需求；冰轮环境磁悬浮离心机组入选国家绿色数据中心推荐目录，PUE值低至1.2以下。鑫磊股份、雪人股份、磁谷科技、盾安环境、中科三环、开山股份等厂商均有布局。

两相冷板：单相冷板的冷却上限约为单机柜250kW，随着Rubin等更高功率密度芯片的推出，需要两相冷板等新的液冷技术。当前以英维克、飞荣达、真视通、中航光电等厂商加速国产替代。

浸没式液冷：当前氟化液是目前较好的选择，品类主要有全氟烯烃、全氟聚醚、全氟胺等。产业链相关厂商包括新宙邦、巨化股份、永和股份、八亿时空、东阳光、永太科技等。例如，新宙邦实现Boreaf™电子氟化液（HEL、FTM、C4ME系列）商业化；巨化股份开发出巨芯专用冷却液，填补国内高性能数据中心冷却液空白；永太科技联合中科院上海有机所开发Fluquid®系列氟化液；东阳光构建“盐矿-氯碱-甲烷氯化物-氟化液”全链条，实现垂直整合。

未来氟化液浸没面临成本高，且无法降解等问，有望采用改性硅油代替氟化液可以在满足高散热性能的效果下做到更低的成本。润禾材料作为国内硅油最大供应商，已有数据中心 储能硅油液冷应用。

液冷服务器市场格局

服务器厂商提供整机解决方案，技术整合能力强。根据IDC数据，2024年中国液冷服务器市场主要由几家大型厂商主导，包括浪潮信息、超聚变、宁畅、紫光股份（新华三）、联想、超云、宝德、中兴通讯和中科曙光等，形成了多元化的市场竞争态势。

此外，近年来曙光数创、高澜股份、依米康、科华数据、光迅科技、网宿科技、工业富联、拓维信息、强瑞技术、硕贝德等一众厂商在各细分领域都有参与布局；第三方厂商也加速进入这一市场，专业温控厂商英维克、申菱环境、高澜股份、同飞股份等已有多个项目成功落地。

根据供应链最新反馈，国内液冷环节部分核心厂商中，英维克具备冷板 快接头 CDU出海能力； 凌云股份成为华为&AVC coolermaster液冷软管供应商； 川环科技软管已通过台企 英伟达认证，有望拓展UQD产品；利通科技软管通过台企认证；胜蓝股份已具有UQD产品；而科创新源作为台达冷板代工，有望拿到AVC及coolermaster代工资格。

04

数据中心电源

随着AI算力需求的急剧增长，带动数据中心电力设备的强劲需求。

在AIDC运营中，供电问题成为难点之一，一旦电力出现故障，很容易导致服务大规模中断造成数据丢失等问题。

在此背景下，大型互联网厂商正在加速自建电力数据中心，电源作为数据中心电力系统的核心组成部分提供重要保障。

机柜内电源（AI服务器电源）

机柜内电源具备高功率密度能在有限的空间内提供足够的电能。

市场格局方面，目前中国台资企业占据了全球电源主要市场份额。据MTC数据显示，在全世界前16大电源厂商中，中国台湾地区厂商占据了7席，其中，台达电子位居首位，市占率约为69%；光宝科技紧随其后排名第二，市占率约为15%-20%。中国大陆企业中，麦格米特和欧陆通跻身榜单。

机柜外电源（UPS/HVDC）

机柜外电源安装在机柜外部，为数据中心或是特定区域内的IT设备提供稳定电能的电源设备。

UPS：是含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源，为设备提供恒压恒频的不间断电源；其响应时间为毫秒级，稍慢但稳定。该环节相关布局厂商包括科华数据、禾望电气、中恒电气、科士达、英威腾、维谛技术等。

传统的UPS技术成熟可靠性高，但需经过AC/DC-DC/AC两级变换，而HVDC仅需AC/DC一次变换，因此效率更高。

HVDC电源：即高压直流电源，是采用直流电进行供电的技术。海外市场主要应用于单柜功率500kW-1MW的高密度训练集群，采用800V方案降低电流以减少铜用量（较传统交流方案用铜量降70%）。国内市场以交流供电为主，单柜功率普遍在20-40kW，HVDC集中在270V方案，主要应用于阿里、腾讯等自建数据中心。

当前HVDC方案推进已成主流，国内HVDC主要参与者或布局者包括中恒电气、科华数据、欧陆通、动力源、禾望电气、麦格米特等。

SST（固态变压器）：该方案也逐步明确。SST内部结构主要包括：配电单元、高频变压器（用SiC等半导体开关器件提高变压器开关频率）、功率器件（HVDC模块等），高频变压器环节新特电气、金盘科技等加速布局。

数据中心电源架构演进：

资料来源：台达

备用电源：柴油发电机、BBU

数据中心传统备用电源布局为“UPS 柴油发电机”组合方案”，BBU后续有入局替代UPS的机会.

柴发：为数据中心重要备电应急方案，柴油发电机是以柴油为燃料的小型发电设备，能够持续供电，其中发动机是最核心部件，占总造价的80%左右。当前国内头部厂商潍柴重机、玉柴机器等扩产，国内厂商供应份额有望提升。

BBU：作为备用电源系统，通过锂离子电池提供短期供电保障。采用5 1的冗余架构，一组BBS（电池备份系统）包含六个BBU模块和一个PMI监控模块，电池多为18650锂电池。市场格局方面，BBU电池市场当前以日韩主导，国内蔚蓝锂芯、亿纬锂能等厂商在该环节有所布局。

超级电容：是介于传统电容器和电池之间的电化学储能装置，能“瞬时”提供功率补偿且响应更快，有望成为备电组合新成员。国内厂商江海股份、法拉电子、风华高科、振华科技等众多厂商都在该领域有所布局。

SOFC：可能成为数据中心电源新选择。SOFC配置灵活，适配数据中心需求。不过目前SOFC卡点在于成本高，产业链还不成熟，大规模应用技术可靠性需要验证。产业进展方面，海外发展较快，国内快速追赶，整体技术渗透率极低。该环节主要布局厂商包括三环集团、壹石通和雄韬股份等。

05

网络端设备

算力集群化趋势带动网络互联需求。

网络设备是AI数据中心内部和外部通信的关键组件，负责实现数据的高效传输和交换。

主要包括光模块、交换机、路由器等多种类型。

光模块

AI大模型的训练和推理应用需要海量并行数据计算，对AI服务器的网络带宽提出更大的需求，进而推升高速光模块需求。

当前光模块朝着更高的速率的趋势发展。从1.25Gbit/s发展到2.5Gbit/s，再到10Gbit/s、40Gbit/s、100Gbit/s、单波长100Gbit/s、400Gbit/s乃至1T。

LightCounting最新发布的2024年全球光模块TOP10榜单显示，中国厂商已在该领域占据主导地位（占7席）。

旭创科技（排名第1）和新易盛（排名第3）将其业务重点聚焦于服务北美云公司，专注于高速以太网光模块这一增长最快的细分市场。华为排名第4，光迅科技、海信宽带、华工正源分列第6至9位，索尔思光电位居第10。这一格局充分展现中国厂商在全球光模块市场的主导地位。

2024年度全球TOP10光模块供应商榜单：

资料来源：LightCounting

硅光：在更高速率的光模块加速演进路径下，硅光应用也得以加速发展。目前外置CW光源是硅光光模块的主流方案，且可进一步应用于CPO等场景，CW光源需求量有望进一步发展。国内厂商源杰科技提供包括大功率硅光光源产品在内的多种产品；仕佳光子不同型号的CW光源已在部分硅光高速光模块中得到小批量应用；长光华芯也亮相了100mWCWDFB大功率光通信激光芯片新品。此外，光器件厂商太辰光、光迅科技等也在积极布局硅光。设备配套相关厂商包括罗博特科、杰普特等。

铜连接：铜缆高速连接是数据中心内部互联的重要组成部分。铜缆方案用于AI集群短距传输，改变传统GPU集群的内部连接方式。英伟达新一代服务器GB300进一步优化铜缆连接方案，内部采用了铜缆 背板的连接方式。同时AEC渗透有望带来铜连接材料需求量提升。

该领域国内主要参与厂商包括兆龙互联、博创科技、沃尔核材、瑞可达、神宇股份、立讯精密等；高速背板连接器主要参与厂商包括华丰科技、意华股份、庆虹电子、中航光电、陕西华达、神宇股份等。

交换机

在数据中心中主要负责连接服务器、存储设备等网络设备。

交换机产业链上游主要包括芯片、电子元器件供应商与交换机代工商，产业链中游为交换机品牌商，下游为应用客户。

商用以太网交换芯片市场主要由博通、Marvell与Realtek主导，国内厂商盛科通信在商用以太网交换芯片国内排名第一，全球第四。

国内交换机行业集中度较高，呈现寡头竞争的竞争格局。HW、紫光股份（新华三）和锐捷网络占据大部分的市场份额，思科和中兴通讯紧随其后，以及头部代工厂商菲菱科思、共进股份等。

液冷交换机：阿里和锐捷网络合作产品LiquidTigatron交换机采用先进的液冷技术；新华三提供多种型号的液冷交换机，如S5500V2-52C-EI等。

OSC光交换机：用于谷歌TU服务器Spine层交换，替代传统Spine层电交换机 光模块的组合方案。近期Lumentum、Coherent在业绩会上披露了OCS的进展。海外Finisar和Lumentum引领该领域，国内腾景科技和赛微电子等厂商加速布局。

当前全球AI算力军备竞赛加速开启，全球科技巨头在AI领域的资本支出持续攀升，推动数据中心从传统的机房向人工智能与高性能计算的AIDC进化，并全面提供从底层芯片算力释放到顶层应用使能的AI全栈能力，产业链各环节都有望迎来全面国产替代广阔空间。！