文章核心观点 - AI计算密度持续攀升，散热问题已成为智能计算中心的核心挑战，有效热管控对数据中心稳定运行与效率至关重要[5] - 为应对高功率密度挑战，散热技术需从风冷向液冷演进，液冷技术凭借更高的热传导效率和精准散热能力，成为未来数据中心散热的重点发展方向[6][8][24][25] 散热技术演进：从风冷到液冷 - 当前主流散热技术分为风冷和液冷两大体系，风冷适用于机柜功率密度较低场景，液冷因冷却介质和方式不同导致移热速率存在显著差异[6] - 随着机柜功率密度提升，散热技术需大幅提升移热速率以满足高功率密度需求[8] 风冷技术 - 风冷分为自然风冷与强制风冷两类，自然风冷因制冷性能欠佳已被淘汰，强制风冷是当前数据中心应用最广泛的冷却方式[9] - 强制风冷主要有空调制冷和新风制冷两种方式，空调制冷技术成熟但冷却效率偏低，仅能满足中小功率IT设备需求[9][11] - 新风制冷以外部空气作为冷却介质，在温带或寒带地区可大幅节省制冷成本，技术发展迅猛已能实现全年无需空调的温度控制[12] 液冷技术概述 - 液冷技术利用高导热性能液体介质替代空气进行散热，导热效率更高，特别适用于高密度、大功率的数据中心场景[13] - 根据液体与发热部件接触方式，液冷技术可分为间接液冷和直接液冷两类[13] 间接液冷 - 间接液冷指液体与发热部件通过导体间接接触的冷却方式，分为冷板冷却和热管冷却[14] - 冷板冷却是当前液冷数据中心应用最广泛的散热方式，采用液冷与风冷相结合方案，最常用冷却介质是水[15] 直接液冷 - 直接液冷指采用绝缘液体直接与部件接触带走热量的冷却方式，主要有单相浸没式液冷、两相浸没式液冷以及单相喷淋液冷等技术[17] - 单相浸没式液冷通过冷却液自身升温过程中的显热实现热量交换，可适配功率最高达100kW/r的服务器机柜[19] - 两相浸没式液冷通过冷却工质沸腾相变带走热量，技术难度较大，可将芯片温度稳定控制在85℃以下，单机柜功率密度可达110kW/r以上[20] - 单相喷淋液冷属于芯片级换热，冷却效率较高但技术难度大，对机箱密封性要求高，目前尚未大规模应用[21] 液冷市场现状与趋势 - 单相冷板式液冷在液冷数据中心应用占比超90%，是当前及未来一段时间的主流方案[23] - 英伟达GB200算力模组单组散热功率达5400W，NVL72整机柜总功率飙升至132kW，远超传统风冷技术20kW/柜的散热极限[24] - 2023年全球智能算力规模达875EFLOPS，首次超越基础算力，中国占比39%，算力建设向AI领域倾斜加速液冷技术规模化落地[24] - 中国"东数西算"战略要求2025年底新建大型数据中心PUE需降至1.25以下，国家枢纽节点低于1.2，三大运营商提出2025年液冷应用率超50%的目标[24] 液冷技术经济性 - AI训练场景中约30%能源成本用于散热，传统数据中心PUE普遍在1.6-2.0之间[25] - 采用液冷的智算中心PUE可降至1.111，一座中大型数据中心每年可节省数千万元电费[25]