當前人工智能新一輪浪潮爆發(fā)，隨著計算密集型應用場景的激增，數(shù)據(jù)中心制冷相關設備的快速發(fā)展兼具確定性與緊迫性。

一方面使得數(shù)據(jù)中心與服務器的需求快速提升，另一方面也推動單機柜功率的顯著提升。在PUE控制與溫度穩(wěn)定性保障的雙重驅動下，風冷、液冷等多元溫控技術快速發(fā)展的確定性日益凸顯。

(資料圖片)

據(jù)2023年6月三大運營商聯(lián)合發(fā)布的《電信運營商液冷技術白皮書》，三大運營商對液冷技術的三年愿景為：2023年將開展技術驗證，充分驗證液冷技術性能；2024年將對約10%的項目開展規(guī)模測試，推進液冷機柜與服務器解耦；2025年將對約50%的項目批量規(guī)模應用，推動生態(tài)鏈條全面成熟。

液冷行業(yè)概覽

數(shù)據(jù)中心基礎設施分為風冷數(shù)據(jù)中心基礎設施和液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施：

關注樂晴，洞悉產業(yè)格局！

風冷是以空氣作為冷媒，通過空氣與發(fā)熱部件接觸換熱實現(xiàn)散熱的冷卻方式。

液冷是以液體作為冷媒的冷卻方式，利用液體將數(shù)據(jù)中心IT設備內部元器件產生的熱量傳遞到設備外，從而冷卻IT設備。

液冷散熱技術擁有更高IP等級，可適用于多種惡劣應用場景。

相比風冷散熱，液冷散熱技術不僅可以解決充電模塊故障率高和噪音大的問題，同時可以適應多粉塵等惡劣場景。

風冷散熱與液冷散熱的優(yōu)劣勢對比：

資料來源：蘭洋科技官網

液冷技術分為冷板式、浸沒式和噴淋式。

冷板式液冷是一種間接接觸型液冷，將冷板固定在散熱對象上，液體在冷板內流動將設備熱量傳遞帶走，實現(xiàn)散熱。

浸沒式液冷是一種直接接觸型液冷，將服務器等有散熱需求的IT設備完全浸沒在冷卻液中，通過液體的循環(huán)流動或相變進行冷卻。

浸沒式液冷示意圖：

資料來源：中科曙光

浸沒式液冷：數(shù)據(jù)中心基礎設施的發(fā)展方向

相比風冷與冷板式液冷技術，浸沒式液冷的平均PUE更低，幾乎能夠滿足所有地區(qū)的PUE標準，同時能耗更低、占地面積更小，對機房環(huán)境要求更低。

對比不同制冷方式，浸沒式液冷冷卻液和發(fā)熱設備充分接觸，散熱效率更高，可將數(shù)據(jù)中心PUE降低至1.2以下，運行更穩(wěn)定，同時由于沒有風扇，噪音更低，符合國家發(fā)改委對數(shù)據(jù)中心建設的政策指導目標，是未來數(shù)據(jù)中心基礎設施建設的發(fā)展方向。

單相浸沒式液冷的優(yōu)勢體現(xiàn)在兩個方面:1)冷卻液價格相對更低，部署成本更低；2)冷卻液無相變，無需擔心冷卻液蒸發(fā)溢出或人員吸入的健康風險，更有利于維護。

單相浸沒液冷方案：

兩相浸沒液冷的能耗低于單相浸沒液冷。

數(shù)據(jù)中心浸沒式液冷技術的能耗主要由促使液體循環(huán)的泵和室外冷卻設備產生，根據(jù)冷卻液換熱過程中是否發(fā)生相變可分為單相浸沒式液冷與兩相浸沒式液冷。

其中，兩相浸沒式的冷卻液循環(huán)是無源的，因此兩相浸沒液冷的能耗一般要低于單相浸沒液冷。

由于浸沒式液冷的室外側通常是高溫水，其室外冷卻設備往往可以利用自然冷源且不受選址區(qū)域的限制，從而起到節(jié)能減排的目的。

兩相浸沒冷卻液和循環(huán)是無源的：

據(jù)信通院《中國液冷數(shù)據(jù)中心發(fā)展白皮書》對于中國液冷數(shù)據(jù)中心廠商競爭力的研究，基于產品營收、市占率、客戶反饋等指標，中科曙光、浪潮信息為市場的領導者，華為、阿里巴巴、聯(lián)想、英維克、高瀾股份、維諦技術、廣東合一、寧暢等緊隨其后。

采用浸沒式液冷技術的代表性廠商產要有中科曙光、依米康、英維克、高瀾股份、申菱環(huán)境、網宿科技、銳捷網絡等。

高瀾股份目前公司的液冷IDC產品采用板式液冷和浸沒式液冷兩種方式，主要產品有：一體式服務器水冷散熱器，浸沒式液冷服務器機柜，抽屜式及機柜式系列化液冷CDU，液冷IDC配套的冷卻塔。上述產品正處于應用與推廣階段。

網宿科技全資子公司綠色云圖自主研發(fā)的浸沒式液冷技術，能夠為企業(yè)提供更節(jié)能、高效的液冷數(shù)據(jù)中心建設及改造方案。下屬公司綠色云圖的液冷數(shù)據(jù)中心產品已有客戶使用。

英維克在算力行業(yè)應用的液冷全鏈條解決方案已有成熟、完整布局，公司是國內較早進入通信行業(yè)戶外機柜專業(yè)散熱領域的廠商，未來由于AI算力的增長勢必拉動相關的業(yè)務增長。

銳捷網絡與頭部互聯(lián)網客戶聯(lián)合發(fā)布了在大型數(shù)據(jù)中心規(guī)模部署的浸沒式液冷交換機，提升了數(shù)據(jù)中心網絡的可靠性和能源效率。公司發(fā)布了同時應用NPO硅光和冷板式液冷技術的 51.2T NPO硅光交換機，推動數(shù)據(jù)中心網絡建設更加綠色低碳化。

氟化冷卻液：應用最廣泛的浸沒式冷卻液

浸沒式液冷數(shù)據(jù)中心的加速擴張有望同步帶動冷卻液的需求，尤其是電子氟化液。

氟化冷卻液有著良好的化學惰性，與電子類部件接觸時，不會對其產生任何腐蝕。使用過后也不需特定的清洗步驟，因此最初廣泛用作線路板清潔液和電子測試液。

同時因其出色的熱傳導性和絕緣且不燃的惰性特點被應用于數(shù)據(jù)中心液冷，是目前應用最廣泛的浸沒式冷卻液。

在數(shù)據(jù)中心浸沒液冷應用中，氟化液浸沒式冷卻液技術的工作原理就是將數(shù)據(jù)中心的發(fā)熱設備（如服務器）浸沒在氟化液中，并通過氟化液液體的流動循環(huán)，把電子器件/系統(tǒng)運行產生的熱量傳遞到室外，是數(shù)據(jù)中心單相和兩相浸沒式液冷應用的理想選擇。

其中，3M公司推出了Fluorinert（全氟碳化合物）和Novec（氫氟醚及其他低溫室效應氟化物）兩大系列的氟化液產品。

使用電子氟化液進行浸沒式液冷，可從設計、施工到維護和運營，幫助提高效率，同時降低成本，減少對自然資源的依賴。

國內氟化液代表廠商包括巨化股份、新宙邦、永科股份等。

產業(yè)布局情況：

巨化股份：5000噸/年巨芯冷卻液（一期1000t/a），一期實施1000噸/年現(xiàn)已投入運營。項目產品主要有JHT電子流體系列、JHLO潤滑油系列以及JX浸沒式冷卻液等產品。

新宙邦：含氟冷卻液（氟化液）順利通過行業(yè)知名客戶認證，實現(xiàn)批量交付。

永和股份：隨著液冷相關技術日益成熟，國內外已有多家企業(yè)開始面向客戶提供針對不同散熱需求下的液冷技術解決方案，一些科技公司也將基于液冷技術的散熱系統(tǒng)部署于公司數(shù)據(jù)中心。

結語

根據(jù)賽迪顧問的數(shù)據(jù)，以液冷數(shù)據(jù)中心對傳統(tǒng)市場進行替換作為市場規(guī)模測算基礎，結合華為、阿里巴巴和中科曙光對液冷數(shù)據(jù)中心的替換率調查，預計2025年我國液冷數(shù)據(jù)中心的市場規(guī)模將破1200億元，2021-2025年均復合增速25%。（此處口徑為液冷對應的數(shù)據(jù)中心規(guī)模），冷板式及浸沒式液冷占比分別達到59%/41%，而AI等應用場景的加速發(fā)展下，數(shù)據(jù)中心液冷產業(yè)的滲透速度有望進一步加快增長。

液冷產業(yè)生態(tài)尚未完全成熟，目前業(yè)內還沒有服務器與機柜的統(tǒng)一接口規(guī)范標準，由于機柜與服務器需要深度耦合，而各家服務器設備、冷卻液、制冷管路、供配電等產品形態(tài)各異，不同廠家產品接口不同、不能互相兼容，勢必限制競爭，影響產業(yè)的高質量發(fā)展，因此需要產業(yè)鏈上下游的協(xié)同推進。

關注樂晴，洞悉產業(yè)格局！