记者/编辑 资深中文新闻编辑

随着人工智能、高性能计算及数据中心算力需求的爆发式增长,芯片侧热设计功耗(TDP)与单机柜功率密度正在以前所未有的速度攀升。当风冷散热方案接近其物理极限时,液冷技术正从“可选项”变为“必选项”。行业研究机构与产业链调研数据均显示,液冷散热渗透率有望在2025-2027年间实现跨越式提升,相关产业链进入加速成长阶段。

功耗“双增”倒逼散热升级

当前,主流AI芯片的TDP已从传统CPU的百余瓦大幅跃升至400瓦以上,部分高端GPU甚至突破700瓦。据行业测算,单机柜功率密度正迅速从传统数据中心8-10千瓦/柜增至30-50千瓦/柜,高密度场景可达100千瓦以上。风冷方案依托空气作为介质,其导热系数低、换热效率有限,在超过20千瓦/柜的功率密度下,风冷系统需要极高的风量和极低的送风温度,能耗比急剧恶化,且难以满足芯片局部热点温控需求。

研究数据显示,传统风冷数据中心PUE(电能利用效率)通常在1.3-1.5之间,而采用液冷方案后,PUE可降至1.1甚至1.05以下,节能效果显著。与此同时,英伟达、AMD等厂商下一代AI芯片功耗预计将继续增长,风冷的“天花板”效应愈发明显,液冷渗透率提升已成为确定性趋势。

液冷技术路线:冷板式先行,浸没式蓄势

从技术成熟度与部署成本角度,冷板式液冷是目前市场主流方案,占据超过80%的液冷应用份额。该技术通过液冷板与芯片直接接触,利用冷却液带走热量,再通过冷却单元进行热量交换。其优点在于与现有服务器架构兼容性好,改造门槛低,已在超算中心、云计算巨头中得到大规模验证。

浸没式液冷则将服务器完全浸入绝缘冷却液中,散热效率更高,但存在介质兼容性、运维复杂度等问题,目前主要应用于高功耗密度场景。综合产业链调研,预计2025年冷板式液冷占新增数据中心散热市场比例将突破15%,2027年有望达到25%-30%。

产业链机会:从液冷板到冷却液、管路及运维

液冷产业链涵盖上游核心零部件(液冷板、快速接头、管路、冷却液、泵阀)、中游液冷服务器及CDU(冷却分配单元)、下游数据中心运维及第三方服务。从价值量分布看,液冷板与CDU占比最大,合计超过50%。

国内已有数十家企业布局液冷相关业务,包括传统温控厂商、服务器厂商、专业液冷方案商等。机构优选具备全栈自研能力或与芯片、服务器厂商深度绑定的企业。其中,龙头企业已实现批量供货,部分公司2024年液冷业务收入同比增长超过100%。

附表:液冷产业链核心公司梳理(部分)

环节 公司名称 核心产品/能力 2024年液冷业务进展
液冷板 公司A 微通道液冷板、冷板组件 与头部云厂商签订亿元级订单
CDU 公司B 冷板式/浸没式CDU 出货量同比增150%,中标多个智算中心项目
冷却液 公司C 电子氟化液、水乙二醇冷却液 完成新一代低粘度冷却液量产
快速接头 公司D 液冷环路快速连接器 通过服务器龙头企业认证,开始批量供货
整机液冷方案 公司E 液冷服务器整机、液冷机柜 与GPU厂商联合推出适配下一代芯片的液冷方案

(注:表格数据均为模拟示例,实际数据请以公司公告为准。)

结语

在“东数西算”政策持续推进、AI算力中心建设加速的大背景下,液冷散热不再是“锦上添花”,而是“雪中送炭”。随着芯片功耗与机柜功率密度的持续突破,液冷产业链的渗透率将迎来质变。从技术、成本到生态,液冷正从“导入期”进入“快速普及期”,相关上市公司有望充分受益于这一产业趋势。

(完)