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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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
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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。

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


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


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。

证券分析师声明
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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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