今天分享的是:2025『数据中心』及AI『服务器』液冷冷却液行业分析框架
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液冷技术成『数据中心』“降温”关键!2028年全球冷却液需求或破10万吨,三大技术路径各显神通
随着数字经济与AI技术的飞速发展,『数据中心』作为算力基础设施的规模与功率持续攀升,高能耗、高发热难题日益凸显,液冷技术凭借高效散热优势,正从试点走向规模化应用,成为行业发展的核心方向。
『数据中心』的“能耗焦虑”已成为行业共识。据《智算中心液冷产业全景研究报告》显示,2024年我国算力中心总耗电量达1660亿kWh,占全社会总用电量的1.68%。衡量『数据中心』绿色程度的关键指标PUE(电能利用效率)也受到政策严格约束,2023年6月起,政府采购的绿色『数据中心』PUE需不高于1.4,2025年起更是收紧至1.3以下。更严峻的是,当『芯片』功率超过300W时,传统风冷系统便会“失效”,当前X86平台CPU最大功耗达400W、GPU突破700W,部分AI『服务器』单柜功率甚至超过120kW,『芯片』热失控风险急剧升高,液冷技术成为解决这一困境的必然选择。
从技术路径来看,液冷主要分为冷板式、浸没式与喷淋式,其中冷板式与浸没式是当前主流。冷板式液冷技术成熟,无需对机房大规模改造,通过冷板间接传递热量,2022年应用比例高达91%,是现阶段及未来较长时间的核心方案。不过其解热能力上限有限,而浸没式液冷虽需专用机柜、维护复杂且冷却液成本较高,但解热能力更强、噪音更低,能满足超高功率场景需求,应用比例正逐步提升。
冷却液作为液冷技术的“血液”,根据基质不同可分为水基、油基与含氟三大类,适配不同应用场景。水基冷却液主打高比热容与低成本,多用于单相冷板式液冷,不过需添加防冻剂、缓蚀剂以应对藻类滋生与设备腐蚀问题,国内康普顿、统一股份等企业已推出相关产品,京东云、阿里云等企业的冷板液冷方案中均有应用。
油基冷却液则以矿物油、合成油与硅油为代表,主要用于单相浸没式液冷。矿物油价格低廉但粘性大、散热能力较弱;合成油稳定性与散热性更优,却成本较高;硅油绝缘性好、化学性质稳定,不过比热容与导热系数偏低。目前中国石油、壳牌、埃克森美孚等企业占据主要市场,新华三、英特尔等企业已推出基于油基冷却液的浸没式液冷方案,可适应零下40摄氏度等极端环境。
含氟冷却液凭借优异的绝缘性、热稳定性与环保性(部分类型),成为高端场景的首选,尤其在浸没式液冷中应用广泛。其主要包括全氟聚醚、全氟胺、氢氟醚、全氟烯烃等品类,全氟聚醚与全氟胺绝缘性突出但全球变暖潜能值(GWP)较高,氢氟醚与全氟烯烃则更环保,不过绝缘性稍逊。此前全球含氟冷却液市场长期由3M主导,但其因环保法规与诉讼问题计划退出PFAS(含氟化合物)生产,国内巨化股份、东岳集团、永和股份等企业正加速国产替代,部分产品已在兆瓦级『数据中心』实现应用,实测PUE低至1.065。
液冷行业的市场空间也随之快速扩张。根据SemiAnalysis预测,2028年全球新增AI『数据中心』装机量将达59GW,较2024年的7GW实现爆发式增长,传统『服务器』新增装机量也将持续提升。在此推动下,冷却液需求将大幅增加,预计2028年全球冷却液总需求量将达10.8万吨,其中AI『数据中心』贡献8.9万吨需求,传统『数据中心』贡献1.9万吨需求。
从行业实践来看,国内外科技企业已纷纷布局液冷技术。阿里云早在2016年就发布浸没式液冷系统,2025年建成国内最大规模单相浸没式液冷『数据中心』,PUE低至1.12;中科曙光历经十余年技术积累,部署的液冷『服务器』已达数万台,若全国50%新建『数据中心』采用其浸没式相变液冷技术,每年可省450亿度电;华为、联想、京东、浪潮等企业也推出各具特色的液冷方案,PUE均控制在1.2以下,部分方案甚至低至1.1。
随着技术不断迭代与成本逐步下降,液冷技术不仅将成为『数据中心』绿色发展的核心支撑,还将在AI算力中心、高端『半导体』制造等领域拓展更多应用场景,推动整个数字基础设施行业向高效、低碳方向迈进。
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