通信行业：算力时代散热革命，AI液冷拐点已至

算力时代散热革命，AI液冷拐点已至

1. 背景分析

• 算力需求增长：IDC预计2022年中国智能算力规模约260EFLOPS（FP16），2027年将达到1117EFLOPS，CAGR达34%。
• 芯片功耗提升：CPU和GPU的功耗显著增长，例如英伟达H100的TDP最高达700W，GB200解决方案功耗高达2700W。
• 政策支持：发改委等提出严格新上项目能效要求，推动液冷等高效制冷技术的应用。

2. 液冷技术趋势

• 风冷与液冷对比：风冷最高可冷却30kw/r的机柜，PUE通常为1.4-1.6；液冷利用液体的高导热、高传热特性，PUE可低于1.25。
• 液冷系统架构：液冷系统室外侧包含冷却塔、一次侧管网、一次侧冷却液，室内侧包含CDU、液冷机柜、ICT设备、二次侧管网和二次侧冷却液。
• 液冷优势：
  • 低能耗：通过缩短传热路径，提高换热效率，可实现40-55°C高温供液。
  • 高散热：载热导热能力强，适用于高功率密度设备。
  • 低噪声：通过泵驱动冷却介质，降低冷却风机转速。
  • 低TCO：运维成本降低，节省大量电费。

3. 不同液冷方案

• 冷板式液冷：将液冷板贴近服务器发热器件，间接传递热量。主要优势在于可保持传统机柜方式部署，对当前机房配套和服务器改造难度和成本较小。
• 浸没式液冷：将发热器件完全浸没在冷却液中，适用于高密机柜，支持单柜散热量高达160kW。主要局限在于产品结构设计和后续维护复杂。
• 喷淋式液冷：面向芯片级器件精准喷淋，冷却液采用矿物油、氟化液等。结构颠覆性，但在节能效果和器件选型方面存在局限性。

4. 市场前景

• 需求增长：预计2023年AI电力需求为4.5GW，到2028年将增长至14-18.7GW，CAGR达25%-33%。
• 技术升级：英伟达预计2028年推出Rubin Ultra，单机柜能耗可能超过1MW，推动液冷技术加速升级。

总结

随着算力需求的不断增长和政策的支持，液冷技术将成为数据中心散热的主要趋势。其中，冷板式液冷和浸没式液冷将是短期内的重点发展方向，而浸没式液冷在高密度部署场景中更具优势。