電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李彎彎）近年來，液冷技術(shù)正以驚人的速度突破傳統(tǒng)應(yīng)用邊界。液冷技術(shù)已不僅局限于GPU服務(wù)器，近期博通已將液冷引入交換機(jī)設(shè)備，說明網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功耗亦趨近液冷閾值；AMD發(fā)布MI350系列新品，明確強(qiáng)調(diào)MI355X采用液冷平臺(tái)；臺(tái)系散熱龍頭如奇宏、雙鴻等均明確指出，未來兩年水冷占比將快速上升，當(dāng)前液冷產(chǎn)業(yè)破圈已從概念走向?qū)嵸|(zhì)。

隨著算力密度的不斷提升，數(shù)據(jù)中心及算力設(shè)備的散熱問題日益突出。液冷技術(shù)作為解決高密散熱的核心方案，市場(chǎng)需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。行業(yè)人士指出，全球高性能算力芯片的加速出貨將推動(dòng)液冷滲透率快速提升，產(chǎn)業(yè)鏈將迎來訂單爆發(fā)與業(yè)績(jī)高速增長(zhǎng)的雙重紅利期。

技術(shù)路線和液冷系統(tǒng)各組件協(xié)同優(yōu)化

液冷技術(shù)的核心在于通過液體介質(zhì)實(shí)現(xiàn)高效熱交換，根據(jù)液體與熱源接觸方式的不同，行業(yè)已形成冷板式、浸沒式、噴淋式三大技術(shù)路線，各自在散熱效率、系統(tǒng)復(fù)雜度、商用成熟度等維度形成差異化優(yōu)勢(shì)。

作為當(dāng)前市場(chǎng)占有率超70%的主流方案，冷板式液冷通過銅、鋁等高導(dǎo)熱金屬制成的冷板間接接觸CPU、GPU等核心部件，冷卻液在封閉管道中循環(huán)吸熱。這種設(shè)計(jì)既保持了服務(wù)器原有架構(gòu)的穩(wěn)定性，又實(shí)現(xiàn)了散熱效率的質(zhì)的飛躍——其散熱能力是傳統(tǒng)風(fēng)冷的1000-3000倍，可將PUE值降至1.1以下，空調(diào)能耗降低80%。浪潮信息與京東云聯(lián)合開發(fā)的天樞液冷整機(jī)柜服務(wù)器，通過冷板式技術(shù)實(shí)現(xiàn)散熱效率提升50%、能耗降低40%的突破，已在京東云數(shù)據(jù)中心規(guī)?；渴稹?br />
該技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)業(yè)鏈高度成熟：服務(wù)器主板無需改造即可支持液冷模塊升級(jí)，硬盤、光模塊等部件可繼續(xù)使用風(fēng)冷方案，這種"混合部署"模式大幅降低了客戶的轉(zhuǎn)型成本。中科曙光憑借2011年即啟動(dòng)的液冷研發(fā)積累，已部署超5萬臺(tái)冷板式服務(wù)器，其技術(shù)方案可支撐100PFlops級(jí)超算算力，在科研領(lǐng)域市占率突破60%。

當(dāng)單機(jī)柜功率密度突破60kW時(shí)，浸沒式液冷展現(xiàn)出無可替代的優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)將服務(wù)器整機(jī)直接浸沒在絕緣冷卻液中，通過液體沸騰或?qū)α鲹Q熱帶走熱量。根據(jù)冷卻液相變特性，又細(xì)分為單相浸沒式和雙相浸沒式：前者冷卻液保持液態(tài)循環(huán)，適用于25-50kW功率場(chǎng)景；后者通過液氣相變實(shí)現(xiàn)30%的散熱效率提升，可支持單機(jī)柜超100kW的極端算力需求。

芬蘭LUMI超算中心采用雙相浸沒式技術(shù)后，PUE值低至1.05，較傳統(tǒng)風(fēng)冷降低40%；阿里云“麒麟”集群通過該技術(shù)實(shí)現(xiàn)噪音控制在45dB以下，支持高密度AI訓(xùn)練任務(wù)穩(wěn)定運(yùn)行。但技術(shù)突破的代價(jià)是系統(tǒng)復(fù)雜度飆升：定制化密封機(jī)箱成本高昂，氟化液價(jià)格是水的100倍以上，且維護(hù)需要專業(yè)團(tuán)隊(duì)操作。這些因素導(dǎo)致浸沒式方案目前主要應(yīng)用于超算中心、AI大模型訓(xùn)練等高端場(chǎng)景。

作為新興技術(shù)路線，噴淋式液冷通過特制噴頭將冷卻液精準(zhǔn)噴灑至芯片表面，吸熱后回流循環(huán)。微軟在Azure服務(wù)器中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該技術(shù)液體用量較浸沒式減少50%，支持模塊化部署，但噴嘴堵塞風(fēng)險(xiǎn)與液體分布均勻性難題，使其商業(yè)化進(jìn)程相對(duì)緩慢。廣東合一新材料研究院開發(fā)的芯片級(jí)噴淋技術(shù)，通過自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的流道設(shè)計(jì)，將數(shù)據(jù)中心PUE值控制在1.1以下，連續(xù)四年入選工信部綠色節(jié)能目錄，為邊緣計(jì)算等場(chǎng)景提供了新的散熱選擇。

液冷技術(shù)的突破不僅體現(xiàn)在散熱方式革新，更在于構(gòu)建了從芯片到數(shù)據(jù)中心的完整技術(shù)體系。這個(gè)四級(jí)架構(gòu)通過組件協(xié)同優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了散熱效率與系統(tǒng)可靠性的雙重提升。

在芯片級(jí)，微結(jié)構(gòu)冷板采用0.1-1mm的微通道設(shè)計(jì)，使換熱面積增加30%，配合垂直供電技術(shù)將電源模塊集成至冷板，成功降低CPU核溫5-10℃。服務(wù)器級(jí)創(chuàng)新則聚焦于連接可靠性：快接接頭（UQD）支持10萬次熱插拔維護(hù)，分液器將冷卻液流量精度控制在±1%以內(nèi)，避免局部過熱風(fēng)險(xiǎn)。

機(jī)柜級(jí)的核心是冷量分配單元（CDU），這個(gè)被喻為系統(tǒng)"心臟"的裝置，通過板式換熱器實(shí)現(xiàn)一次側(cè)（外部冷源）與二次側(cè)（服務(wù)器側(cè)）的熱量交換，熱交換效率突破95%。曙光數(shù)創(chuàng)的分布式CDU方案，將單個(gè)設(shè)備服務(wù)能力從300kW提升至800kW，支持超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心部署。

數(shù)據(jù)中心級(jí)創(chuàng)新則著眼于能源綜合利用：微軟北歐數(shù)據(jù)中心利用自然冷卻技術(shù)，將PUE值全年維持在1.1以下；阿里云張北數(shù)據(jù)中心通過余熱回收系統(tǒng)，將服務(wù)器廢熱用于城市供暖，能源利用率提升90%以上。這些技術(shù)突破使數(shù)據(jù)中心從能耗大戶轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘心茉淳W(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)。

材料創(chuàng)新、智能控制和產(chǎn)業(yè)格局

液冷系統(tǒng)的性能突破，離不開材料科學(xué)與智能控制技術(shù)的協(xié)同創(chuàng)新。在材料領(lǐng)域，冷卻液與導(dǎo)熱材料的革新正在重塑行業(yè)格局。冷板式系統(tǒng)廣泛使用的乙二醇水溶液雖成本低廉，但腐蝕性問題迫使廠商添加昂貴防腐劑；去離子水導(dǎo)熱性能優(yōu)異，卻易滋生細(xì)菌導(dǎo)致管道堵塞。行業(yè)正在探索高沸點(diǎn)（>150℃）、低粘度、可生物降解的新型工質(zhì)，預(yù)計(jì)可將冷卻液成本降低30%以上。

導(dǎo)熱材料創(chuàng)新同樣關(guān)鍵。英維克開發(fā)的液態(tài)金屬熱界面材料（TIM），導(dǎo)熱系數(shù)突破15W/m·K，較傳統(tǒng)硅脂材料提升5倍；中科曙光采用的石墨烯涂層技術(shù)，使芯片與冷板間的熱阻降低40%。在密封材料方面，耐氟化液腐蝕的陶瓷密封圈已實(shí)現(xiàn)10年無泄漏承諾，為浸沒式液冷的大規(guī)模應(yīng)用掃清障礙。

智能控制系統(tǒng)的引入，則讓液冷系統(tǒng)具備了"思考"能力。英偉達(dá)GB300液冷方案通過動(dòng)態(tài)流量控制技術(shù)，根據(jù)芯片負(fù)載實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)冷卻液流量，在訓(xùn)練時(shí)延壓縮16%的同時(shí)實(shí)現(xiàn)20%節(jié)能；曙光數(shù)創(chuàng)的預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)，通過2000+個(gè)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、流量、壓力等參數(shù)，AI算法可提前72小時(shí)預(yù)測(cè)故障概率，使數(shù)據(jù)中心運(yùn)維人員減少60%。

在這場(chǎng)散熱革命中，中國(guó)廠商已建立起全球領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。冷板式領(lǐng)域，浪潮信息建成亞洲最大液冷研發(fā)基地，年產(chǎn)能超10萬臺(tái)，其全棧液冷產(chǎn)品覆蓋四大服務(wù)器系列，支持?jǐn)?shù)據(jù)中心全生命周期解決方案；中科曙光液冷服務(wù)器部署量突破5萬臺(tái)，與中科院聯(lián)合研發(fā)的技術(shù)方案在超算領(lǐng)域市占率超60%。

浸沒式賽道呈現(xiàn)多元化競(jìng)爭(zhēng)格局：曙光數(shù)創(chuàng)作為中科曙光子公司，專注數(shù)據(jù)中心高效冷卻，浸沒式產(chǎn)品貢獻(xiàn)近八成收入；高瀾股份通過子公司高瀾創(chuàng)新科技，開發(fā)出融合字節(jié)跳動(dòng)先進(jìn)技術(shù)的浸沒式解決方案，毛利率達(dá)45%；浙江巨冷科技依托巨化集團(tuán)產(chǎn)業(yè)資源，在冷卻液配方、專用服務(wù)器設(shè)計(jì)等方面形成完整技術(shù)體系，已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)落地。

噴淋式領(lǐng)域，中國(guó)長(zhǎng)城推出國(guó)內(nèi)首臺(tái)國(guó)產(chǎn)化噴淋式液冷服務(wù)器，填補(bǔ)技術(shù)空白；廣東合一新材料研究院的芯片級(jí)噴淋技術(shù)，通過自主流道設(shè)計(jì)將PUE值控制在1.1以下，為邊緣計(jì)算場(chǎng)景提供新選擇。這些創(chuàng)新成果標(biāo)志著中國(guó)廠商在液冷技術(shù)全賽道實(shí)現(xiàn)突破。

寫在最后

當(dāng)全球數(shù)據(jù)中心年耗電量突破3000億度時(shí)，液冷技術(shù)的普及正在重塑行業(yè)生態(tài)。隨著海外廠商GPU方案對(duì)液冷需求的持續(xù)提升，冷板式液冷市場(chǎng)將保持30%以上的年復(fù)合增長(zhǎng)率，浸沒式與噴淋式技術(shù)也將在特定場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。這場(chǎng)由散熱革命引發(fā)的產(chǎn)業(yè)變革，不僅將推動(dòng)數(shù)據(jù)中心PUE值向1.0極限逼近，更將催生萬億級(jí)的綠色算力經(jīng)濟(jì)。