算力时代下液冷散热市场的崛起与展望

在数字化浪潮中，算力正以前所未有的速度迅猛发展。随着大数据、人工智能、云计算等前沿技术的广泛应用，对算力的需求呈指数级攀升。处理器作为算力的核心承载部件，其计算能力不断实现跨越式提升。然而，这也带来了一个棘手的问题：能耗显著增加。在高负荷运转下，处理器产生的热量急剧上升，传统的风冷散热方式已难以应对这一挑战。

传统风冷技术主要依靠风扇转动产生气流，将热量带走。但随着处理器功耗的不断提高，风冷的散热效率逐渐捉襟见肘。其散热能力有限，无法快速有效地将大量热量散发出去，导致设备内部温度过高，进而影响设备的性能和稳定性。与之相比，液冷技术凭借其卓越的散热性能，成为解决高功率散热需求的关键。液冷技术通过冷却液作为热传导介质，能够更高效地吸收和转移热量，实现更出色的散热效果。从能源效率指标来看，传统风冷的PUE（Power Usage Effectiveness，电源使用效率）值通常在1.5-1.6之间，这意味着每提供1单位的计算负载，需要额外消耗0.5-0.6单位的能源用于散热等非计算用途。而液冷技术则表现更为优异，能够将PUE值降低至1.2甚至更低，大大提高了能源利用效率。

自2019年起，国内政策导向十分明确，大力推动新型绿色数据中心的建设。在政策要求中，明确规定数据中心的PUE值必须控制在1.3以下。这一政策的出台，为液冷技术的广泛应用提供了有力的政策支持和市场契机。在严格的能源效率标准下，数据中心运营商为了满足政策要求并提升自身竞争力，纷纷将目光投向液冷技术，使得液冷技术路线有望深度受益于政策红利，迎来快速发展的黄金时期。

人工智能（AI）领域近年来呈现出蓬勃发展的态势，成为推动液冷市场需求增长的重要引擎。AI技术的发展高度依赖强大的算力支持，从大规模数据训练到复杂模型的运算，都需要高性能计算设备持续稳定运行。而这些设备在运行过程中会产生大量热量，对散热系统提出了极高的要求。

图表：全球算力规模及增速

数据来源：中研普华产业研究院整理

液冷技术作为一种高效的散热解决方案，在数据中心、高性能计算（HPC）以及电子设备等高能耗领域得到了广泛应用。与传统风冷系统相比，液冷技术的优势十分显著。在传统风冷系统中，空气作为热传递介质，其热传导效率相对较低。而液冷系统通过冷却液直接与发热部件接触，能够更迅速地吸收和传递热量，实现更高效的散热。这种高效的散热方式能够有效保证高负载、高功率设备的稳定运行，满足日益增长的计算需求对设备散热的严苛要求。

根据国际数据公司（IDC）的统计预测，全球AI服务器市场规模将从2022年的195亿美元增长至2026年的347亿美元，期间的复合年增长率达到17.3%。在中国市场，液冷服务器市场更是展现出强劲的增长势头。预计在2023-2028年期间，中国液冷服务器市场规模的复合年增长率将高达47.6%，到2028年，市场规模有望增长至102亿美元。这一数据充分显示了AI领域的快速发展将带动液冷市场需求迎来爆发式增长，未来市场潜力巨大。

在液冷技术领域，根据热器件是否与冷却液直接接触，可将液冷技术分为直接接触式和间接接触式两种类型。目前，以间接接触式方案为代表的冷板式液冷技术成为当下液冷方案的主流选择。

冷板式液冷技术的优势在于对服务器结构改动需求较小。在实施冷板式液冷方案时，只需在服务器中安装制冷板，而服务器的其他结构部分无需进行大规模改造。这不仅降低了实施成本和难度，还在可维护性、空间利用率以及兼容性方面表现出色。在可维护性方面，由于制冷板结构相对简单，且不与服务器内部的电子元件直接接触，因此在出现故障时，便于进行检查和维修。在空间利用率上，冷板式液冷系统的布局较为紧凑，不会占用过多的服务器内部空间，有利于提高数据中心的空间利用效率。在兼容性方面，冷板式液冷技术能够较好地与现有的服务器架构和设备兼容，无需对整个数据中心的设备进行大规模更换，降低了技术升级的成本和风险。从冷却液的选择来看，冷板式冷却液目前多采用乙二醇+水的配方。这种冷却液具有良好的热传导性能和较低的成本，能够满足冷板式液冷系统的散热需求。

另一种液冷方案——浸没式方案，虽然在散热性能上具有一定优势，但目前在大规模普及方面仍面临挑战。在浸没式方案中，氟化冷却液因其性能优良，成为目前较为适合用于数据中心浸没式液冷系统的冷却液。氟化冷却液具有高沸点、低凝固点、良好的化学稳定性和电绝缘性等特点，能够在高效散热的同时，确保电子设备的安全运行。然而，氟化冷却液的价格相对昂贵，这在很大程度上限制了浸没式方案的大规模应用。要实现浸没式方案与氟化冷却液的大规模普及，降低成本将成为关键的驱动因素。未来，随着技术的不断进步和产业规模的扩大，氟化冷却液的生产成本有望降低，从而推动浸没式方案在市场中的广泛应用。

通过深入的市场调研和分析，对AI服务器液冷市场规模进行了详细测算。预计在2025年，AI服务器液冷市场规模将达到106.12亿元。其中，冷板式方案的市场规模在2025年将为35.37亿元。从增长率来看，2022-2025年AI服务器液冷市场需求的复合年增长率为21.50%。这一数据表明，AI服务器液冷市场正处于快速增长阶段，市场前景十分广阔。随着AI技术的不断发展和应用场景的持续拓展，对AI服务器的需求将进一步增加，从而带动AI服务器液冷市场规模持续扩大。在这一过程中，冷板式液冷方案作为主流技术，将继续在市场中占据重要地位，同时，随着浸没式方案成本的降低和技术的成熟，其市场份额也有望逐步提升，共同推动AI服务器液冷市场的繁荣发展。