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AI教父加持的水冷散熱概念股,雙鴻衝刺伺服器和水冷訂單,奇鋐產品通過認證

產業評析   2024/05/20

受到晶片算力提升,電源供應器朝高瓦數發展,伴隨而來的熱能也跟著增加,以目前Intel、AMD推出的高階伺服器CPU來看,Sapphire Rapids、Emerald Rapids與Genoa在熱功耗設計(TDP)都已達350~400瓦;在GPU方面,Nvidia、AMD推出的B100、MI300XTDP則達700~750瓦,而Nvidia明年預計推出的GB200將達1200瓦。

由於傳統的氣冷散熱受限於空氣傳導熱的效率差,與散熱空間受限,氣冷已瀕臨散熱極限(400~500W),為了提高散熱效率,目前的散熱模組設計主要多採3D均熱板(3DVC)升級現有的散熱模組,加強熱傳導的效率,其最高可應付約800W,雖然成本較低但體積大,且仍需配合空調降溫,目前已導入Intel Eagle Stream和AMD Genoa兩大平台。

不過,隨著近年節能減碳意識抬頭,傳統以3DVC搭配空調的散熱解決方案,其資料中心電源使用效率(PUE)約落在1.5~1.7左右,而目前多數國家標準,如歐盟、中國皆要求未來興建之資料中心PUE需低於1.3。此外,隨著晶片效能持續提升,Nvidia今年底明年初將推出新款AI晶片GB200,根據法人對供應鏈訪查,在搭載GB200的AI伺服器當中,其使用的機殼、散熱模組結構將出現大幅變化,其中在伺服器機殼的設計將改採2U,因此伺服器機殼將縮小、重量減輕,GB200晶片的TDP提升至1200W,散熱模組由氣冷改為水冷。

從Nvidia在今年GTC大會上展示的DGX SuperPOD超級電腦系統,即採用了水冷式散熱架構,目前水冷散熱系統主要可分為開放式水冷與浸沒式水冷,前者是搭配水冷板(Cold Plate)、冷卻水分配裝置(CDU)、冷卻水歧管(CDM),透過冷卻器和風扇背門或是熱交換器(RDHx)將冷卻水降溫;而後者則是將伺服器完全浸沒於冷卻水當中,直接透過水體對流的方式將廢熱自晶片轉移至液體中,提高熱傳導效率,在不開空調的情況下,可使PUE降至約1.1,雖然初期建置成本較高但體積小排列能夠更密集,且若考慮未來數年省下的電費來看,水冷仍占有優勢。

散熱模組廠雙鴻(3324)早在2012年就向IBM技轉伺服器水冷技術,目前已累積超過十年的水冷開發經驗,雙鴻在不管是在開放式水循環或封閉式水冷、水冷板、冷卻水分配裝置、冷卻水歧管等一應俱全。

雙鴻在去年11月的法說會中,針對伺服器水冷散熱,董事長林育申認為,隨著晶片的TDP提升至1000瓦以上,將推動水冷散熱需求提升,今年將處於氣冷與水冷散熱的交換期,預期明年水冷散熱的占比將會明顯提升。

隨著水冷需求持續擴大,法人預估每台GB200伺服器的散熱成本是H100的11倍,預期將因此推動2024~27年伺服器散熱市場規模大增4倍,從22億美元成長至95億美元;水冷市場規模將增長25倍,從3.1億美元成長至78億美元。

雙鴻正全力衝刺伺服器和水冷訂單以拉高毛利表現,目前雙鴻水冷板月產能為30萬片,今年已規畫於泰國廠再擴充30萬片水冷板產能;冷卻水分配裝置及冷卻水歧管月產能約在2000~3000套,以目前水冷散熱系統內的6大關鍵零組件包括風扇牆、冷卻水分配裝置、制冷背門、冷卻水歧管、水冷板及機櫃,雙鴻均具有自製能力,扣除部分仍須向外採購的管線、風扇、快接頭等,自製率已拉高至70%。

雙鴻今年前4月營收43.65億元、年增5.44%,第1季EPS4.51元,法人看好隨著AI伺服器需求續強,水冷散熱市場滲透率持續提升,再加上新款NB採用的散熱模組陸續出貨,預估雙鴻第2季營收將開始走揚,對於未來營運表現樂觀看待。

另一散熱模組廠奇鋐(3017)今年累計前4月營收204.97億元、年增23.1%,第1季EPS4.08元。近期在市場高度關注的水冷散熱,奇鋐在CSP廠採用的Nvidia GB系列水冷產品已順利通過認證,包括水冷板、冷卻水分配裝置、冷卻水歧管、風扇門等零組件,預期最快今年第4季就會進入量產,全年水冷散熱營收占比將達5~10%。

目前奇鋐3D VC生產基地主要在中國與越南,近期越南2期廠已正式投產,月產能已提升至25萬片,超越中國廠的15萬片;在水冷方面,水冷板月產能約42萬片、冷卻水歧管年產能3萬套、冷卻水分配裝置年產能1000套。

法人認為,今年AI伺服器散熱架構仍以3D VC搭配氣冷為主,如今年下半年將量產的B100將持續以3D VC為解熱主流,後續隨著GB200將導入水冷方案,伺服器新架構整機櫃水冷產值更高,再加上PC、通用型伺服器需求回溫,將有助推升奇鋐營收、獲利逐年成長。

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