华源证券_谷歌第八代TPU亮相,采用第四代液冷架构,液冷市场有望快速增长:液冷渗透率加速,金刚石散热技术持续推进_20260429.pdf

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摘要

1华源证券发布行业点评,维持计算机行业“看好”评级。
2报告指出谷歌第八代TPU采用第四代液冷架构,性能与能效大幅提升,推动液冷渗透率加速。
3同时,金刚石散热技术因优异热导率有望成为高功率芯片散热新方向。
4建议关注英维克、申菱环境等全系统厂商,以及四方达、力量钻石等金刚石散热标的。
5风险提示包括技术进度不及预期及海外资本开支波动。

文本

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计算机

行业点评报告

2026年04月29日

投资评级:看好(维持)

证券分析师

宁柯瑜

S SAC: S1350525020001

ningkeyu@huayuanstock.com

联系人

板块板块表现:

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液冷渗透率加速,金刚石散热技术持续推进

谷歌第八代TPU亮相,采用第四代液冷架构,液冷市场有望快速增长

投资要点:

谷歌第八代TPU性能比第七代Ironwood大幅提升。2026年4月22日,谷歌在 Cloud Next大会上正式推出第八代TPU,包括TPU 8t与TPU 8i。TPU 8t擅长处理大规模、计算密集型的训练工作负载,其提供更大的计算吞吐量和更强的可扩展带宽。TPU 8i则拥有更高的内存带宽,专为对延迟最为敏感的推理工作负载而设计。训练性价比方面,TPU 8t比Ironwood TPU提高了2.7倍,适用于大规模训练。推理性价比方面,TPU 8i比Ironwood TPU提高了 80%,尤其是在大型MoE模型的低延迟目标上。

第八代TPU继续优化效率,采用第四代液冷设计,节能性提升。谷歌两款芯片每瓦性能提升至2倍。为解决电力消耗问题,谷歌优化整个堆栈效率,并集成电源管理功能,可根据实时需求动态调整功耗。除了芯片层级效率优化,谷歌从芯片到数据中心的系统级架构也做了改进。例如,其将网络连接与计算集成在同一芯片上,显著降低了TPU芯片间数据传输的能耗,在硬件和软件方面不断创新下,谷歌数据中心单位电力消耗下的计算能力比五年前提高了六倍。此外,TPU8t和TPU8i采用第四代液冷技术,能够维持风冷无法实现的性能密度。

金刚石作为基板材料集成使用,散热效果有望再提升。Diamond foundry发布最新技术报告,提出单晶金刚石的热导率是硅16倍,约为碳化硅、铜、AlN、银、金等材料的6倍。金刚石不仅是热传导介质,在高功率芯片封装中,将金刚石作为基板集成使用,不仅具有出色的散热效果,还可以通过重新分配整体热阻及流经该基板的温度降差,实现芯片层面的两相冷却。这种设计可使散热性能提升10到100倍。

投资意见:液冷目前渗透率持续提升,技术多元并行。我们建议关注相关技术下的液冷公司:1)全系统:英维克、申菱环境等。2)冷板:奕东电子、科创新源、思泉新材、硕贝德、鸿富瀚、同飞股份、捷邦科技、远东股份等。3)CDU及其他部件:兴瑞科技、高澜股份、飞龙股份、川环科技、川润股份、依米康、中石科技、曙光数创、大元泵业等。4)冷却液:润禾材料、永太科技、巨化股份、东阳光、新宙邦等。5)TIM:飞荣达、德邦科技等。6)金刚石散热:四方达、沃尔德、黄河旋风、力量钻石、国机精工、惠丰钻石等。

风险提示。1、技术进度不及预期。2、海外资本开支不及预期。3、市场竞争加剧。

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11. 第八代TPU亮相谷歌Cloud Next大会,高性能和强节能并存

谷歌第八代TPU性能比第七代Ironwood大幅提升。2026年4月22日,谷歌在Cloud Next大会上正式推出第八代TPU,包括TPU8t与TPU8i。TPU8t擅长处理大规模、计算密集型的训练工作负载,其提供更大的计算吞吐量和更强的可扩展带宽。TPU8i则拥有更高的内存带宽,专为对延迟最为敏感的推理工作负载而设计。训练性价比方面,TPU8t比 Ironwood TPU提高了2.7倍,适用于大规模训练。推理性价比方面,TPU8i比 Ironwood TPU提高了 80%,尤其是在大型MoE模型的低延迟目标上。

图表1:TPU8t与Ironwood性能对比

Ironwood(2025)

TPU 8t(2026)

Pod size

9,216

9,600

FP4 EFlops per pod

42.5

121

Bidirectional scale-up bandwidth(Tb/s per chip)

9.6

19.2

Scale-out networking bandwidth(Gb/s per chip)

100

400

资料来源:Google Blog,华源证券研究所

图表2:TPU8i与Ironwood性能对比

Ironwood(2025)

TPU8i(2026)

Pod size

256

1152

FP8 EFlops per pod

1.2

11.6

Total HBM capacity per pod(TB)

49.2

331.8

Bidirectional scale-up bandwidth(Tb/s per chip)

9.6

19.2

资料来源:Google Blog,华源证券研究所

第八代TPU继续优化效率,采用第四代液冷设计,节能性提升。谷歌两款芯片每瓦性能提升至2倍。为解决电力消耗问题,谷歌优化整个堆栈效率,并集成电源管理功能,可根据实时需求动态调整功耗。除了芯片层级效率优化,谷歌从芯片到数据中心的系统级架构也做了改进。例如,其将网络连接与计算集成在同一芯片上,显著降低了TPU芯片间数据传输的能耗,在硬件和软件方面不断创新下,谷歌数据中心单位电力消耗下的计算能力比五年前提高了六倍。此外,TPU8t和TPU8i采用第四代液冷技术,能够维持风冷无法实现的性能密度。

图表3:谷歌第四代冷却分配单元

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![](page=2,bbox=[945, 250, 1406, 938])

资料来源:Google Blog,华源证券研究所

2. 金刚石散热技术持续推进

金刚石作为基板材料集成使用,散热效果有望再提升。Diamond foundry发布最新技术报告,提出单晶金刚石的热导率是硅16倍,约为碳化硅、铜、AIN、银、金等材料的6倍。金刚石不仅是热传导介质,在高功率芯片封装中,将金刚石作为基板集成使用,不仅具有出色的散热效果,还可以通过重新分配整体热阻及流经该基板的温度降差,实现芯片层面的两相冷却。这种设计可使散热性能提升10到100倍。

具体看,硅芯片温度通常控制在最高点不超过 105 $ ^{\circ} \mathrm{C} $ ,芯片整体平均温度不超过 85 $ ^{\circ} \mathrm{C} $ 。前者与芯片故障相关,后者则关乎漏热管理。对于W4级数据中心而言,设施入口处液体温度为 $ 45^{\circ} \mathrm{C} $ (到达机架后实际高出 5-7 $ ^{\circ} \mathrm{C} $ ),单相液体冷却可提供60K的温差优势。采用金刚石基板的芯片将温度分布从 50-65 $ ^{\circ} \mathrm{C} $ 转变为 80-100 $ ^{\circ} \mathrm{C} $ ,从而支持具有不同优势的冷却方案。目前液冷下一代架构还在不断探索,多技术路径演进,我们认为金刚石散热可能是未来一种潜在的散热方式,更适配高功率的芯片。

图表4:金刚石散热可支持的芯片功率是传统液冷的两倍

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![](page=3,bbox=[586, 262, 1825, 789])

资料来源:Diamond Foundry官网,华源证券研究所

3. 风险提示

(1) 技术进度不及预期。金刚石散热这一新技术在演进过程中如果出现调整改进,可能会导致上线进度不及预期。

(2) 海外资本开支不及预期。大厂海外资本开支如果不及预期,会导致液冷设施安装需求不及预期。

(3) 市场竞争加剧。目前参与者较多,可能导致产业进入量产阶段后,竞争加剧。

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证券分析师声明

本报告署名分析师在此声明,本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师,本报告表述的所有观点均准确反映了本人对标的证券和发行人的个人看法。本人以勤勉的职业态度,专业审慎的研究方法,使用合法合规的信息,独立、客观的出具此报告,本人所得报酬的任何部分不曾与、不与,也不将会与本报告中的具体投资意见或观点有直接或间接联系。

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信息披露声明

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投资评级说明

证券的投资评级:以报告日后的6个月内,证券相对于同期市场基准指数的涨跌幅为标准,定义如下:

买入:相对同期市场基准指数涨跌幅在 20%以上;

增持:相对同期市场基准指数涨跌幅在 5% ~ 20%之间;

中性:相对同期市场基准指数涨跌幅在 $ - 5 \% \sim + 5 \% $之间;

减持:相对同期市场基准指数涨跌幅低于-5%及以下。

无:由于我们无法获取必要的资料,或者公司面临无法预见结果的重大不确定性事件,或者其他原因,致使我们无法给出明确的投资评级。

行业的投资评级:以报告日后的6个月内,行业股票指数相对于同期市场基准指数的涨跌幅为标准,定义如下:

看好:行业股票指数超越同期市场基准指数;

中性:行业股票指数与同期市场基准指数基本持平;

看淡:行业股票指数弱于同期市场基准指数。

我们在此提醒您,不同证券研究机构采用不同的评级术语及评级标准。我们采用的是相对评级体系,表示投资的相对比重建议;

投资者买入或者卖出证券的决定取决于个人的实际情况,比如当前的持仓结构以及其他需要考虑的因素。投资者应阅读整篇报告,以获取比较完整的观点与信息,不应仅仅依靠投资评级来推断结论。

本报告采用的基准指数:A股市场基准为沪深300指数,香港市场基准为恒生中国企业指数(HSCEI),美国市场基准为标普500指数或者纳斯达克指数。

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