温控系统负责维持数据中心内适宜的温度和湿度环境,是数据中心的隐形功臣。
温控系统旨在消散服务器、存储系统、网络硬件和各种其他设备运行产生的热量,这种热量以温度来衡量,是在电能转化为热能时产生的,这一过程是由于电子元件效率低下而发生的。同时,其还可以保持设施内的适当湿度水平,以防止静电和冷凝的积聚,从而导致腐蚀。
美国暖通标准协会ASHRAE建议将数据中心的温度保持在18℃至27℃范围内,其还建议数据中心的湿度水平应在40%到60%的范围内,具体取决于具体设备和配置。
智算中心散热系统示意图

一、芯片与机柜功率攀升催生液冷需求
芯片与机柜功率攀升催生液冷需求。随着算力需求提升,芯片功耗和散热量也在不断攀升,相应数据中心单机柜的热密度将会大幅度跃升。
以英伟达芯片为例,从H100达700W,到GB300达1400W,2026年发布Rubin芯片 TDP达1800-2300W、预计2027年RubinUltra芯片 TDP达进一步提升至4000W,对应超节点功率向MW级发展。
数据中心机架功率快速提升,而传统风冷方案已触及物理极限,液冷方案成为必然选择。
先进AI服务器功率不断增长(kW/rack)

二、算力功耗激增,液冷已成为必然选择
功耗提升推动散热方案迭代,液冷为高功率场景必然选择。
机柜功率密度在20~25kW时,常规远端风冷方案即可解决服务器散热需求;当机柜功率密度进一步提升至25~45kW,则采用近端风冷解决方案,风冷方案叠加背板热交换器,可以进一步解决单机柜60kW以内散热需求。
液冷技术可满足更大功率散热需求

随着机架功率密度的不断攀升,行业内普遍认同,考虑散热能力,40~60kW/Rack已达风冷极限,超过该边界需开始部署液冷。
目前,冷板式液冷是当前主流方案,喷淋式、浸没式液冷散热能力更强、PUE更低,随着技术成熟和成本下降,有望在超算领域和大型数据中心获得更多应用。
三、液冷技术路线分化:单相冷板筑牢短中期主线,浸没与芯片级突破散热上限
□冷板为当前主流,浸没、喷淋与芯片级液冷打开更高散热上限:按冷却液是否直接接触电子器件,液冷可分为非接触式冷板液冷与接触式浸没/喷淋液冷;冷板式和浸没式均可进一步分为单相/双相方案,差异在于是否利用工质相变潜热换热;芯片级/封装级液冷则通过缩短芯片内热路径实现对芯片的强效散热。
□单相冷板仍为工程主线,高散热边界与低PUE诉求推动升级:从散热能力看,两相冷板、两相浸没和芯片级液冷具备更高散热边界;从节能表现看,浸没式液冷因液冷覆盖比例更高,PUE改善潜力优于冷板式。单相冷板成熟度和兼容性最佳,是当前主流工程路径。
短中期技术主线仍以冷板式液冷升级为核心;浸没式和芯片级液冷分别对应更高节能要求与更高热流密度场景。
液冷技术散热能力与功率密度适用区间

正文及图表目录(部分)
1、功耗飙升、能效约束、OPEX优势,液冷进入规模部署期
2、冷板主线持续强化,液冷方案与部件迭代升级驱动产业链演进
3、液冷单位通胀明确,NV+ASIC+国产算力放量打开千亿级天花板
4、供应链模式变化,国产液冷厂商积极突围
5、境内外液冷供应商梳理
图表:智算中心运行环境示意图
图表:智算中心散热系统示意图
图表:不同芯片厂商算力功耗激增(W)
图表:先进AI服务器功率不断增长(kW/rack)
图表:不同散热方案散热能力对比
图表:液冷技术可满足更大功率散热需求
图表:数据中心能耗组成示意图
图表:传统数据中心冷却系统能耗高,采用液冷方案可实现有效节能
图表:数据中心全周期成本
图表:数据中心OPEX中水电费占比
图表:液冷方案OPEX优势显著(美元/节点/年)
图表:液冷技术路线分类与应用定位
图表:液冷技术散热能力与功率密度适用区间
图表:液冷技术方案对比
图表:液冷技术演进路径
图表:AI平台推动液冷持续升级
图表:双相液冷板逐步进入商业部署阶段
图表:核心零件演进趋势
图表:CDU分布式/行级/集中式技术路线对比
图表:国内外主流氟化液产品参数对比
图表:全球液冷介质市场规模及构成(亿美元)
图表:欧盟REACH&美国EPA对氟化
图表:NIVDIAGB200/GB300NVL72机柜散热模组BOM表
图表:Rubin散热技术演进路线图
图表:英伟达AI服务器液冷空间测算
图表:北美头部CSP厂商ASIC芯片迭代节奏及相关散热方案选择
图表:国内互联网巨头液冷应用布局情况
图表:英伟达GPU冷板市场份额分布
图表:英伟达GPU液冷UQD市场份额分布
图表:海外四大云厂液冷链供应商
图表:境外液冷厂商未来展望及相关信息
图表:国内企业海外生产基地布局
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