本文由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫（ID：ICVIEWS）綜合

液冷技術(shù)將從早期試點(diǎn)邁向規(guī)模化導(dǎo)入。

根據(jù)TrendForce最新液冷產(chǎn)業(yè)研究，隨著NVIDIA GB200 NVL72機(jī)柜式服務(wù)器于2025年放量出貨，云端業(yè)者加速升級(jí)AI數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，促使液冷技術(shù)從早期試點(diǎn)邁向規(guī)?；瘜?dǎo)入，預(yù)估其在AI數(shù)據(jù)中心的滲透率將從2024年14%，大幅提升至2025年33%，并于未來數(shù)年持續(xù)成長。

AI服務(wù)器采用的GPU和ASIC芯片功耗大幅提升，以NVIDIA GB200/GB300 NVL72系統(tǒng)為例，單柜熱設(shè)計(jì)功耗(TDP)高達(dá)130kW-140kW，遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)氣冷系統(tǒng)的處理極限，遂率先導(dǎo)入液對(duì)氣(Liquid-to-Air, L2A)冷卻技術(shù)。

受限于現(xiàn)行多數(shù)數(shù)據(jù)中心的建筑結(jié)構(gòu)與水循環(huán)設(shè)施，短期內(nèi)L2A將成為主流過渡型散熱方案。隨著新一代數(shù)據(jù)中心自2025年起陸續(xù)完工，加上AI芯片功耗與系統(tǒng)密度不斷升級(jí)，預(yù)期液對(duì)液(Liquid-to-Liquid, L2L)架構(gòu)將于2027年起加速普及，提供更高效率與穩(wěn)定的熱管理能力，逐步取代現(xiàn)行L2A技術(shù)，成為AI機(jī)房的主流散熱方案。

目前北美四大CSP持續(xù)加碼AI基礎(chǔ)建設(shè)，于當(dāng)?shù)睾蜌W洲、亞洲啟動(dòng)新一波數(shù)據(jù)中心擴(kuò)建，同步建置液冷架構(gòu)兼容設(shè)施，如Google（谷歌）和AWS（亞馬遜云科技）已在荷蘭、德國、愛爾蘭等地啟用具備液冷布線能力的模塊化建筑，Microsoft（微軟）于美國中西部、亞洲多處進(jìn)行液冷試點(diǎn)部署，計(jì)劃于2025年起全面以液冷系統(tǒng)作為標(biāo)配架構(gòu)。

隨著液冷滲透率持續(xù)攀升，帶動(dòng)冷卻模塊、熱交換系統(tǒng)與外圍零部件的需求擴(kuò)張。作為接觸式熱交換核心元件的冷水板(Cold Plate)，主要供應(yīng)商包含Cooler Master（酷冷至尊）、AVC（奇鋐科技）、BOYD與Auras（雙鴻科技），除BOYD外的三家業(yè)者已在東南亞地區(qū)擴(kuò)建液冷產(chǎn)能，以應(yīng)對(duì)美系CSP客戶的高強(qiáng)度需求。

流體分配單元(CDU)為液冷循環(huán)系統(tǒng)中負(fù)責(zé)熱能轉(zhuǎn)移與冷卻液分配的關(guān)鍵模塊，依部署方式分為In-row（行間式）和Sidecar（側(cè)柜式）兩大類。Sidecar CDU目前是市場主流，Delta（臺(tái)達(dá)電子）為領(lǐng)導(dǎo)廠商。Vertiv（維諦技術(shù)）和BOYD為In-row CDU主力供應(yīng)商，其產(chǎn)品因散熱能力更強(qiáng)，適用于高密度AI機(jī)柜部署。

快接頭(QD)則是液冷系統(tǒng)中連接冷卻流體管路的關(guān)鍵元件，其氣密性、耐壓性與可靠性是散熱架構(gòu)運(yùn)作的安全穩(wěn)定性關(guān)鍵。目前NVIDIA GB200項(xiàng)目由國際大廠主導(dǎo)，包括CPC、Parker Hannifin（派克漢尼汾）、Danfoss（丹佛斯）和Staubli（史陶比爾），以既有認(rèn)證體系與高階應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)取得先機(jī)。

英特爾成立通用快接頭互插互換聯(lián)盟

8月20日，英特爾宣布通用快接頭互插互換聯(lián)盟成立，標(biāo)志著液冷生態(tài)系統(tǒng)互操作性邁出關(guān)鍵性一步。該聯(lián)盟首批認(rèn)證合作伙伴包括英維克、丹佛斯、立敏達(dá)科技、藍(lán)科電氣和正北連接五家企業(yè)。

此次聯(lián)盟成立旨在構(gòu)建液冷行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。通過制定通用快接頭規(guī)范，各廠商產(chǎn)品將實(shí)現(xiàn)互插互換功能。這一舉措有望解決液冷系統(tǒng)兼容性問題，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)規(guī)?；l(fā)展。

英維克Coolinside全鏈條液冷解決方案已通過英特爾驗(yàn)證，具備從冷板到分水器的完整產(chǎn)品線。據(jù)悉，英維克已累計(jì)完成超500兆瓦液冷項(xiàng)目交付。丹佛斯等其他認(rèn)證合作伙伴同樣在各自專業(yè)領(lǐng)域具備技術(shù)實(shí)力。立敏達(dá)科技專注于連接器技術(shù)，藍(lán)科電氣在電氣設(shè)備方面經(jīng)驗(yàn)豐富，正北連接則在快速連接解決方案領(lǐng)域有所建樹。

聯(lián)盟成立后，各認(rèn)證合作伙伴將圍繞標(biāo)準(zhǔn)制定展開深度協(xié)作。通過技術(shù)交流與產(chǎn)品驗(yàn)證，進(jìn)一步完善液冷系統(tǒng)互操作性規(guī)范。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)將在未來逐步推廣至整個(gè)液冷產(chǎn)業(yè)鏈。

液冷技術(shù)在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用中重要性日益凸顯。隨著AI算力需求持續(xù)增長，液冷系統(tǒng)能夠有效處理高功率密度服務(wù)器產(chǎn)生的熱量，成為數(shù)據(jù)中心降低能耗的重要手段。業(yè)界預(yù)期，通用快接頭標(biāo)準(zhǔn)的建立將降低液冷系統(tǒng)部署成本。用戶可根據(jù)需求選擇不同廠商產(chǎn)品進(jìn)行組合，而無需擔(dān)心兼容性問題。這種開放式生態(tài)模式有助于加速液冷技術(shù)在更多場景中的應(yīng)用推廣。

2026年全球AI液冷市場規(guī)模有望達(dá)到86億美元

中金公司研報(bào)認(rèn)為，AI大模型更新迭代以及應(yīng)用落地驅(qū)動(dòng)算力需求提升，芯片功耗與算力密度持續(xù)攀升，液冷憑借散熱效率、部署密度等優(yōu)勢，正加速替代風(fēng)冷逐步成為主流方案。預(yù)計(jì)2026年全球AI液冷市場規(guī)模有望達(dá)到86億美元，實(shí)現(xiàn)市場規(guī)模的快速提升。

芯片層面，大算力需求推動(dòng)芯片及服務(wù)器功率上行。以英偉達(dá)為代表的主流芯片廠商推出的芯片功耗快速提高，其中，GB300 Superchip最大TDP可達(dá)到1400W，而2017年推出的V100及2020年推出的A100最大TDP分別為300及400W。同時(shí)，國產(chǎn)AI芯片的功耗水平也逐步向300W甚至500W的水平提升。服務(wù)器層面，AI服務(wù)器通常采用CPU+GPU/ASIC等異構(gòu)架構(gòu)，使用大量高功率高性能芯片，整機(jī)功率大幅提升。以英偉達(dá)DGX B200服務(wù)器為例，其搭載8顆NVIDIA Blackwell GPU以更大限度地提高AI吞吐量，最大系統(tǒng)功耗可達(dá)到14.3kW，較通用服務(wù)器的功耗水平明顯提升。

中金認(rèn)為，在AI大模型的推動(dòng)下，AI服務(wù)器需求有望維持高增，帶動(dòng)算力功率密度提升。根據(jù)TrendForce，2024年AI服務(wù)器出貨量年增46%，預(yù)計(jì)2025年全球AI服務(wù)器規(guī)模將達(dá)到約210萬臺(tái)，年增約24.5%，AI服務(wù)器出貨量占服務(wù)器市場比重由2024年的13%進(jìn)一步提升至15%。

 英偉達(dá)GPU的功耗水平逐步提升 

單機(jī)柜功率密度快速提升，對(duì)系統(tǒng)散熱能力提出更高的挑戰(zhàn)。按照標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜（42U）放置4臺(tái)DGX B200 AI服務(wù)器計(jì)算，對(duì)應(yīng)單機(jī)柜功率超過50kW。根據(jù)Vertiv預(yù)測，2029年單個(gè)AI GPU機(jī)柜的功率將超過1MW，單個(gè)AI POD（假設(shè)單AIPOD為18臺(tái)機(jī)柜，其中8臺(tái)計(jì)算機(jī)柜，10臺(tái)通信機(jī)柜）的功率將超過500kW，行業(yè)平均機(jī)柜功率密度預(yù)計(jì)將從當(dāng)前15~25kw提升至超50kW。

 功率密度演進(jìn) 

高溫環(huán)境影響芯片等電子元器件的使用壽命，服務(wù)器散熱系統(tǒng)具備高效能杠桿。高溫環(huán)境會(huì)影響芯片等電子元器件的使用壽命，高溫激發(fā)高能載流子會(huì)增大晶體管被擊穿短路的概率，同時(shí)，晶體管性能會(huì)隨著溫度發(fā)生變化，高溫可能導(dǎo)致部分電路由于性能改變無法正常工作，此外，高溫提高電遷移影響導(dǎo)線工作壽命。根據(jù)NIISA發(fā)布的《綠色節(jié)能液冷數(shù)據(jù)中心》，電容溫度每升高10℃，平均電子元器件的壽命會(huì)降低一半，（10℃法則），約55%的電子元器件故障是溫度導(dǎo)致的。中金認(rèn)為，服務(wù)器液冷散熱系統(tǒng)具備高效能杠桿，以較低的成本占比保障數(shù)據(jù)中心高價(jià)值A(chǔ)I芯片的可靠性，在芯片及服務(wù)器功耗走高的背景下，滲透率有望持續(xù)提升。

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