AI芯片功耗激增让传统风冷散热捉襟见肘,液冷技术正从可选走向必选,一场散热革命悄然开启,市场规模年复合增长率超40%的赛道中,哪些企业真正掌握了核心技术?
“芯片功耗突破1000W,机柜功耗向600kW迈进!”——这不仅是英伟达等芯片巨头的技术路线图,更是对数据中心散热技术的严峻挑战。
随着AI算力需求爆发式增长,传统风冷技术已无法满足高密度服务器的散热需求。液冷技术凭借其超高热导率,正成为解决数据中心“热失控”问题的关键方案。
01 行业背景:AI算力激增,风冷散热已达极限
AI训练任务量正以每年15倍的速度增长,芯片功耗随之飙升。英伟达GB200/GB300单芯片功耗突破1000W,已经超出传统风冷技术的极限散热能力。
据预测,英伟达2026年推出的Rubin系列产品,机柜功耗预计将突破600kW。在这种超高功率密度下,风冷系统散热效率骤降,能耗成本激增。
全球数据中心能效要求也日益严格。中国“东数西算”工程要求东部地区PUE(电能利用效率)目标不超过1.25,西部地区不超过1.2。欧盟同样在推行PUE强制披露与严控政策。
02 技术路线:三种液冷方案争霸,混合式崭露头角
目前液冷技术主要分为三种路线:冷板式、浸没式和混合式。
冷板式液冷目前在液冷服务器市场占主导地位,2024年上半年国内市场份额超95%。它将金属冷板与IT设备芯片贴合,通过管道内的冷却液直接带走芯片热量,其他部件仍靠风冷。
浸没式液冷将设备完全浸入冷却液中,设备发出的热量直接传递给冷却液。虽然散热能力强,机柜功率密度更高,但受限于高改造成本和器件表面性能潜在损伤,目前渗透率较低。
混合式液冷则平衡了成本与性能,通过液冷板贴于GPU/CPU表面,连同服务器其他电子元件浸没到装有介电流体和水的垂直密封水箱中进行冷却,形成双回路系统。
03 市场规模:爆发式增长,年复合增长率超40%
根据QYResearch数据,2024年全球数据中心用液冷系统市场规模约20.5亿美元,预计2031年将达到231.8亿美元。2024-2031年期间年复合增长率(CAGR)高达41.4%。
中国液冷服务器市场同样增长迅猛。2024年中国液冷服务器市场规模达23.7亿美元,同比增长67%。预计2025年至2029年,中国液冷服务器市场年复合增长率将达到约48%。
中商产业研究院预测,2026年全球液冷机柜出货量或达15万台,到2030年将接近50万台。这一增长主要由AI算力需求激增带来高密度服务器散热需求推动。
04 产业链格局:多方协同决策,国内企业积极布局
液冷产业链中,冷却介质的选型决策并非由单一环节独立决定。而是芯片厂商、服务器厂商/终端用户、液冷方案提供商以及冷却介质生产商等多方共同参与、博弈与决策的结果。
芯片厂商如NVIDIA、AMD、Intel作为技术风向标的制定者与初始推动者,其芯片产品的功耗与散热要求,直接决定了冷却系统的设计基准。
服务器厂商(如华为、浪潮、中科曙光)及终端用户(如Meta、阿里云、腾讯云)作为最终的决策与采购方,其选择主要基于采购规模、综合成本效益等因素。