AI算力时代散热系统的范式转变 - 数据中心技术演进的核心是算力密度不断提升,从CPU到GPU再到专用AI加速芯片,但散热系统已成为限制算力扩展的关键因素之一 [2] - AI训练集群的新一代芯片(如NVIDIA的Blackwell/Rubin架构)功耗快速攀升,传统风冷体系因空气比热容和导热能力有限而逐渐触及物理极限 [2] - 液冷技术(包括冷板式和浸没式)正迅速从高端方案走向主流基础设施,在全球大型数据中心加速部署,以高效带走AI服务器产生的巨大热量 [2] 液冷系统的核心:冷量分配单元 - CDU是液冷系统的“循环中枢”,负责连接数据中心一次侧冷源与服务器机柜内部的二次侧液冷回路,完成冷却液循环、热量交换及流量控制 [4][5] - CDU承担三项核心任务:热量交换、流体循环驱动、以及流量与压力控制,是决定整个液冷系统循环方式的中枢设备 [7][8] - 在CDU内部,泵是驱动冷却液持续流动的关键动力单元,其重要性在液冷架构中日益凸显 [4][7] 泵在AI液冷系统中的关键角色演变 - 在传统风冷时代,泵是成熟的工业部件,但在液冷成为主流后,其角色转变为保证散热能力、系统可靠性和能耗管理的关键核心 [8][13] - 算力密度提升推动液冷系统流量要求提高:AI GPU功耗已普遍超过1000W,未来单芯片功耗可能突破2000W,冷却液需要更高、更稳定的流量以保障散热效率,这直接依赖于循环泵的能力 [10] - 大规模液冷集群对可靠性要求更高:AI训练集群可达数千至上万张GPU,机柜功率密度从10–20kW提升至50kW以上,CDU需服务多个机柜并常采用“1+1”或“2+1”的泵冗余架构以避免单点故障 [11] - 数据中心能耗压力使泵效率受关注:大规模液冷系统中数百甚至上千台泵全年无间断运行,其总能耗显著,优化泵效率有助于降低系统整体能耗并改善PUE指标 [12][13] 液冷泵的技术分类与特点 - 离心泵:技术成熟、流量大,但存在机械密封泄漏风险,需定期维护,适用于一次侧或大型集中式CDU主回路 [9] - 屏蔽泵:转子与叶轮一体化,无机械密封,实现零泄漏、低噪音、高可靠性且免维护,但初期成本高,适用于二次侧循环(分布式CDU/机柜) [9] - 磁力泵:采用磁力耦合无接触传递动力,杜绝泄漏,但磁损耗影响效率且体积大,维护复杂度中等,适用于高安全性要求场景 [9] - 齿轮泵:流量精确、输出压力稳定,但噪音控制难度大且易磨损,需监控齿轮磨损,适用于浸没式液冷(高粘度介质) [9] 液冷泵的国内外供应链格局 - AI服务器液冷泵相比传统工业泵要求更高,需具备高可靠性、小型化设计、低噪声及精确流量控制 [14] - 全球供应链仍以欧美工业泵企业为主,但国内厂商正加速进入,真正进入服务器液冷CDU供应链的厂商目前仍有限 [14][15] 主要国际供应商分析 - Wilo (威乐):德国企业,是液冷泵市场的标杆,其Wilo-Para MSL或Para iPWM系列高效屏蔽循环泵集成智能控制接口,能根据服务器负载精准调速,采用湿转子技术实现静音与免维护,是一线大厂CDU二次侧循环的主流选择 [15][16] - Grundfos (格兰富):丹麦泵业巨头,其MAGNA3系列和定制化UPM3屏蔽泵具备AUTOADAPT智能算法,可自动优化运行曲线,并提供针对低GWP冷却介质优化的不锈钢机型,耐腐蚀性能佳 [18] - Xylem (赛莱默):旗下Lowara品牌在数据中心一次侧(建筑侧冷源)市场占有率高,e-LNE系列单级立式管道泵以高能效和抗腐蚀著称,适合处理含乙二醇等添加剂的冷却液 [20] - KSB (凯士比):德国企业,其Eta系列循环泵广泛应用于超大规模冷池系统,以结构坚固、运行寿命极长(可达20年以上)著称,为关键基础设施提供高可靠性保障 [28] - Franklin Electric (富兰克林电气):旗下Little Giant品牌提供小型高效离心泵,以紧凑尺寸和出色热保护功能,适用于定制化工作站液冷或微型数据中心 [30] 主要国内供应商分析 - 大元泵业(合肥新沪):国产液冷屏蔽泵领军者,已进入英伟达等全球顶尖AI芯片厂商供应链,其GPA系列屏蔽泵通过长寿命测试和冷液兼容性验证,能根据CDU空间进行异形泵壳设计,响应速度快,已大规模应用于国产算力集群 [22] - 南方泵业:国内不锈钢泵龙头,在液冷系统一次侧和大型模块化CDU中表现强势,其CDM/CDMF系列轻型不锈钢多级离心泵性价比高、供货稳定,是阿里、腾讯等互联网大厂自研液冷方案的重要供应商,正加速研发微型屏蔽泵以覆盖全产业链 [24] - 飞龙股份:凭借汽车电子水泵积累跨界进入,核心产品为1.5kW至3kW量级的高压电子泵,强调小型化和电子化控制,非常适合浸没式液冷或单机柜CDU,在边缘计算场景中竞争力强 [26] - 泰福泵业:加大在高效永磁同步屏蔽泵上的投入,产品节能效果显著 [31] - 利欧泵业:凭借强大制造规模,提供从微型循环泵到大型工业泵的全线方案,是系统集成商“一站式”采购的重要伙伴 [33] - 多浦乐泵业 / 美湖股份:侧重于微型直流无刷泵,体积极小,由主板供电并通过PWM调速,适用于冷板式液冷的终端,如单台服务器内部或液冷笔记本、高性能PC,用于解决局部热点问题 [35]
深度拆解液冷产业链①:谁在做液冷系统的“心脏”——泵
DT新材料·2026-03-12 00:05