Wie hitzig das KI-Rennen ist, ist in der Finanzwelt, in der Wirtschaft, in der Politik und im sozialen Bereich zu spüren. Für die Motoren dieser Technologie, die Serverschränke (Racks), ist die entstehende Wärme ein Problem.
KI dürfte ein wesentlicher Bestandteil von Tätigkeiten und Abläufen im öffentlichen und privaten Sektor werden. Der starke Wettbewerb vergrössert den Durst leistungsfähiger grosser Sprachmodelle (Large Language Models, LLM) nach Daten, Energie – und Wasser. Denn KI-Server brauchen dieses natürliche Element zur Kühlung, um die Wärme abzuleiten, die durch die immer weiter steigende Rechenleistung entsteht.
Wärme setzt dem Fortschritt der KI physikalische Grenzen, sodass Flüssigkühllösungen ein Kernelement der Lieferkette werden und die herkömmliche Luftkühlung ergänzen oder ersetzen. Der Markt wächst stark, und da grössere etablierte Akteure von hohen Eintrittsbarrieren profitieren, bieten sich unseres Erachtens attraktive Anlagechancen.
KI: Schlüssel zu strategischen Vorteilen und zur künftigen Autonomie von Ländern
In einer zügig digitalisierten Welt wird KI eine zentrale Rolle für die nationale Souveränität und Sicherheit sowie für die Produktivität der Wirtschaft spielen.
Der öffentliche Bereich bietet Anwendungsmöglichkeiten für KI. Diese reichen von prädiktiven Analysen zur Optimierung von Verkehr, Energieverteilung, Stadtplanung und Verteidigungssystemen bis zur besseren Diagnostik, Ressourcenallokation und Personalisierung von Gesundheits- und Bildungsleistungen.
Im Privatsektor kann effektiv eingesetzte KI die Produktivität erhöhen, Märkte schaffen, Datenkontrollen verbessern und Schwachstellen in Lieferketten verringern.
Aufgrund der wachsenden Bedeutung der KI sind nationale Regierungen bestrebt, eigene KI-Kapazitäten zu entwickeln. Sie müssen die LLMs zudem besser an ihre eigene Kultur anpassen, da deren Training meist auf westlichen Daten basiert. Da es den meisten Ländern jedoch an den nötigen Ressourcen fehlt, müssen sie in anderen Ländern entwickelte Ökosysteme übernehmen und anpassen. Länder, die ihre KI-Technologie an andere verkaufen, werden sich potenziell einen Anteil an neuen Märkten sichern und gleichzeitig ihren geopolitischen Einfluss vergrössern.
Die Einführung von KI-Agenten – wissensarbeiterähnlichen Einheiten, die eigenständig lernen und aufgabenorientierte Tätigkeiten ohne vorgegebene Regeln ausführen können – durch Google und Microsoft dürfte die KI-Nachfrage anschieben
US vs. China: zwei Rivalen um die KI-Führungsposition
Die USA und China sind bei der Entwicklung und Einführung von KI-Technologie und -Diensten mit grossem Abstand führend. Andere Länder hinken hinterher oder stecken noch in den Startblöcken. Daher dürften die beiden Supermächte nach Ansicht unseres Asia-High-Conviction-Equity-Teams dank ihrer überlegenen Systeme den KI-Bereich weltweit dominieren.
Die USA setzen alles daran, die Kontrolle über wichtige Hardware zu behalten, vor allem über die für die komplexe Inferenz benötigten Hochleistungs-Chips. Inferenz bezeichnet den Prozess, bei dem ein trainiertes KI-Modell sein erworbenes Wissen anwendet, um eine Aufgabe zu erfüllen. Ob China eigene KI-Chipsätze der nächsten Generation entwickeln kann, bleibt abzuwarten. Bei der Integration der KI in den Alltag ist China den USA allerdings voraus. Beim Autofahren, im E-Commerce, im Gaming-Bereich und bei Lebensmittel-Lieferungen ist KI schon heute weit verbreitet.
Angesichts der breiten Anwendungsmöglichkeiten der KI in vielen Sektoren dürfte die Nachfrage strukturell und markant steigen und das Wachstum von Rechenzentren antreiben. Bank of America1 prognostiziert für die Gesamtausgaben von Rechenzentren für Server, Infrastruktur und Technik eine durchschnittliche Jahreswachstumsrate (CAGR) von 13% zwischen 2024 und 2028.2
Doch trotz der Begeisterung am Markt und hoher Erwartungen an die Technologie steckt die Anwendung der KI zur Erzielung von Effizienzsprüngen noch in den Kinderschuhen. Die Einführung von KI-Agenten – wissensarbeiterähnlichen Einheiten, die eigenständig lernen und aufgabenorientierte Tätigkeiten ohne vorgegebene Regeln ausführen können – durch Google und Microsoft1 dürfte die KI-Nachfrage deutlich ansteigen.
Wann es sinnvoll ist, Strom und Wasser nicht zu trennen
Schon heute erzeugen KI-Server fünfmal mehr Wärme als herkömmliche Server und benötigen zehnmal mehr Kühlung pro Quadratmeter. Die KI-Algorithmen werden zwar effizienter, jedoch ist gleichzeitig auch eine Weiterentwicklung der Modelle zu beobachten, damit diese zunehmend komplexe Aufgaben bewältigen können. Und wenn die Rechenleistung steigt, ist die Kühlung der Server das A und O.
Wärme setzt der Steigerung der KI-Leistung physikalische Grenzen. Die überlieferte Weisheit, dass man Wasser von Strom fernhalten sollte, wird dadurch auf den Kopf gestellt. Server-Racks sind immer dichter bestückt, und die Rechenleistung steigt, sodass eine wirksame Kühlung wichtig ist, um eine stabile Leistung zu gewährleisten. Mit der Wärmeentwicklung von Grafikprozessoren (GPUs) der nächsten Generation wie dem B200-Chip von Nvidia1 ist die herkömmliche Luftkühlung jedoch überfordert.
Wärme setzt der Steigerung der KI-Leistung klare Grenzen. Die überlieferte Weisheit, dass man Wasser von Strom fernhalten sollte, wird dadurch auf den Kopf gestellt
Wasser leitet Wärme 23,5-mal effizienter als Luft, hat eine beinahe 3’500-mal höhere Wärmekapazität und ist daher als Kühlmedium erheblich effektiver.3 Flüssigkühltechnologien dürften daher im Rennen um noch mehr KI-Leistung künftig die Standardlösung werden.
Abbildung 1. Es wird heiss: Kennzahlen, die den Trend zur Wasserkühlung erklären4
KI-Server erzeugen 5x mehr Wärme und benötigen 10x mehr Kühlung.
Wasser leitet Wärme 23,5x effizienter als Luft…
…und hat eine 3’500x höhere Wärmekapazität.
CAGR-Prognose für den Markt für Wasserkühlung: 24%…
…bei einer Marktdurchdringungsrate von 72% bis 2026.
Markt für Flüssigkühlung wird schneller wachsen als der für Rechenzentren
Da dichter bestückte Racks einen bedeutend höheren Kühlbedarf haben, prognostiziert Bank of America1 eine CAGR von 24% für den Markt. Dies entspricht fast dem Doppelten des Wachstums der Gesamtausgaben für Rechenzentrumsinfrastruktur.1 Wasserkühlung dürfte unseres Erachtens einer der Hauptnutzniesser dieser zusätzlichen Investitionen sein.
Flüssigkeitsverluste waren eines der Hauptprobleme, die die Entwicklung der Blackwell-Chips von Nvidias1 der nächsten Generation bremsten. Die Optimierung der Erkennung von Undichtigkeiten und des Designs der Kühlkomponenten hat dieses Problem weitgehend gelöst. Daher dürften Flüssigkühllösungen immer häufiger den Bedarf an hochleistungsfähigen Kühlsystemen decken. Nach Schätzungen von Goldman Sachs dürfte die Marktdurchdringung von Flüssigkühlsystemen bei Servern für das KI-Training von 54% im Jahr 2025 auf 72% im Jahr 2026 steigen.5
Abbildung 2. Flüssigkühlung dürfte Markt für KI-Trainingsserver durchdringen6
Grössere etablierte Akteure haben die Nase vorn
Eine Flüssigkühlung ist ein komplexes System und erfordert eine ganz andere Infrastruktur als eine Luftkühlung, weshalb die Lieferkette lang und umfangreich ist. Weil die Kühlung immer mehr Einfluss auf die Leistung hat, stellen Halbleiterhersteller wie Nvidia, AMD und Intel1 eigene Rack-Architekturen vor. Grosse Technologieunternehmen, darunter Microsoft und Meta1, haben ebenfalls Referenzdesigns präsentiert. Davon dürften grössere etablierte Akteure im Teilsektor Kühlung unseres Erachtens am ehesten profitieren. Denn sie können bestehende Partnerschaften mit diesen Unternehmen nutzen, um gemeinsam neue Lösungen zur Rack-Kühlung zu entwickeln.
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Wasser wird den Kühlmarkt erweitern und neu ordnen
Flüssigkühlung ist wichtig für das Wachstum von schnell skalierbaren Anwendungen wie den Cloud-Lösungen von Google, Meta und Microsoft1. Sie wird auch eine höhere Leistung bei ressourcenintensiven Anwendungen wie dem Schürfen von Kryptowährungen ermöglichen. Ferner wird sie den Einsatz von KI-Systemen in kompakten Umgebungen unterstützen, in denen ein stabiler Betrieb mit Luftkühlung unmöglich wäre.
Die „Direct-to-Chip“-Kühlung, bei der Wasser durch direkt an den Mikroprozessoren angebrachte Kühlplatten fliesst, ist effektiver und darüber hinaus viel energieeffizienter als Lösungen mit Luftkühlung. Der Unterschied ist erheblich, denn auf die Kühlung entfallen normalerweise rund 30% bis 40% des Energieverbrauchs eines Rechenzentrums.7 Eine Kühltechnologie der Zukunft, die noch weit von der Marktreife entfernt ist, könnte auf Systemen basieren, bei denen die GPUs vollständig in Flüssigkeit getaucht werden. Eine solche Lösung würde noch effizienter sein.
Anlagechancen: positiver mittelfristiger Ausblick
Der Wettbewerb auf dem Markt für Wasserkühlung dürfte sich unseres Erachtens in den nächsten drei bis fünf Jahren verstärken. Auf dem Markt für einige Hauptkomponenten, darunter Steuerungen für Laufwerke mit Flüssigkühlung, werden wegen der hohen Eintrittsbarrieren die etablierten Akteure auch künftig die Hauptnutzniesser sein.
In den nachstehenden Fallstudien betrachten wir zwei Unternehmen, die die potenziellen Chancen für Aktienanlegerinnen und -anleger unseres Erachtens gut veranschaulichen.
Das US-Unternehmen für digitale Infrastruktur ist einer der grössten Anbieter von Systemen für die Stromversorgung und das Wärmemanagement in Rechenzentren. Dieser Teil des Geschäfts hat einen Umsatzanteil von rund 75%.8 Vertiv betrachtet die Flüssigkühlung als eine wichtige Ergänzung zur Luftkühlung. Bei der Entwicklung zu dichter bestückten Racks bietet das Unternehmen die Möglichkeit, beide Arten von Kühlsystemen flexibel miteinander zu kombinieren.
Nach Angaben von Vertiv hat die Nachfrage nach Systemen zur Flüssigkühlung seit 2024 angezogen. Bis zum Jahr 2028 soll der Markt Prognosen zufolge dreimal schneller wachsen als der Markt für Luftkühlung.9 Dies würde dem Absatz von Ausrüstung wie Kondensatoren, Kühlern und Flüssigkeitsverteilern zur Rack- und Reihenkühlung zugutekommen.
Wärmemanagement ist ein wichtiger Bestandteil des Geschäfts von Vertiv. Aktuell erwirtschaftet das Unternehmen rund 30% seines Gesamtumsatzes mit entsprechender Spezialausrüstung. Weitere 22% des Umsatzes entfallen auf Projekt- und Lebenszyklusservices für Kundinnen und Kunden, insbesondere im Bereich des Wärmemanagements.7
Die Stärken des Unternehmens sind nach Einschätzung unseres Planetary-Transition-Aktienteams sein Know-how, sein breites Produktportfolio und seine Grösse. Sie bieten Vertiv die Möglichkeit, von dem Aufwärtspotenzial durch das für die nächsten Jahre erwartete starke Wachstum des Marktes für Flüssigkühlung zu profitieren.
Die Aktie von Delta Electronics ist Teil der Berichterstattung unseres Asia-High-Conviction-Aktienteams. Delta hat eine beherrschende Stellung bei Lösungen zur Stromversorgung von Servern und zur Flüssigkühlung für Rechenzentren und die Bereiche Unterhaltungselektronik, Industrieautomation und Elektrofahrzeuge. Durch seine Stärke in den Segmenten Stromversorgung und Kühlung besitzt Delta unseres Erachtens eine führende Stellung in der KI-Lieferkette.
Das im Jahr 1971 in Taiwan gegründete Unternehmen ist ein grosser, gut diversifizierter Akteur im Teilsektor Kühlung. Delta erwartet, dass Flüssigkühlsysteme in den nächsten drei bis fünf Jahren ein Hauptwachstumstreiber sein werden. Das erwartete exponentielle Wachstum bei KI-Rechenzentren sorgt für eine attraktive Kombination aus hohen Umsätzen und hohen Margen.
Zum breiten Angebot des Unternehmens an Produkten zur Flüssigkühlung zählen Kühlmittelverteileinheiten, Kühlplatten und Lösungen mit grossen Lüftern. Durch Partnerschaften mit wichtigen US-Hyperscalern ist es an Projekten zur Entwicklung massgeschneiderter Lösungen für Stromversorgung und Wärmemanagement beteiligt. Diese könnten in der nächsten Generation von KI-Systemen zum Einsatz kommen.
Kühlung für das KI-Rennen
Die Nachfrage nach KI-Rechenleistung steigt, und die bisherigen Methoden zur Kühlung von Servern erweisen sich als unzureichend. Dies macht fortschrittliche Lösungen mit Wasserkühlung erforderlich und sorgt in diesem Teil der Lieferkette für Rechenzentren für starkes Wachstum. Doch durch die komplexen Probleme bei der Verwirklichung dieser Systeme entstehen bedeutende Eintrittsbarrieren. Grössere etablierte Anbieter von digitaler Infrastruktur mit einem bewährten Produktangebot sind dadurch klar im Vorteil.
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