在液冷技术的多种路径中,冷板式液冷凭借“不改变服务器主板原有形态、从传统风冷过渡平滑”的独特优势,成为当前液冷市场的绝对主流。据民生证券研究报告数据,冷板式方案占液冷服务器市场80%-90%的份额,PUE可降至1.2以下。与浸没式液冷相比,冷板式初始投资中等、运维简单、服务器结构改造小,产业链最为成熟。IDC预计2023至2028年间中国液冷服务器市场CAGR达47.6%,冷板式方案将率先受益于AI算力散热需求的爆发。
冷板式液冷:从风冷到液冷的最优过渡路径
冷板式液冷是通过液冷板将发热器件的热量间接传递给冷却液,根据液冷板覆盖范围可分为局部液冷或全液冷。局部液冷通常仅覆盖高功耗器件,带走设备约70%热量,剩余30%仍需风冷带走;全液冷需根据设备架构定制液冷板覆盖所有发热器件。冷板式液冷对服务器结构改动需求较小,除定制冷板需要一定成本外,在可维护性、空间利用率、兼容性方面均具有较强应用优势。单相冷板式液冷系统架构中包含分液器、液冷板、流体连接器、液冷管路、漏液检测传感器等。两相冷板液冷利用相变潜热综合散热能力更强,但技术成熟度仍较低。
方案对比:冷板式vs浸没式vs喷淋式
冷板式液冷PUE 1.1-1.2,初始投资中等、运维成本低,供应商较多,不改变服务器主板形态,从传统过渡平滑。浸没式液冷PUE 1.05-1.09最高,但初始投资及运维成本高、需使用专用机柜、服务器结构改造大、可维护性复杂。喷淋式初始投资较高,液体消耗成本大,仅个别厂商涉足。横向比较来看,冷板式凭借更高的技术成熟度和完善的产业链,具备更高的建设和维护便利性。IDC数据表明,当前液冷服务器市场的主要解决方案是冷板式液冷,占比80%-90%,浸没式液冷则处于技术创新突破时期。
单相冷板与两相冷板的技术演进
单相冷板式液冷是目前应用最广泛的方案,二次侧冷却液在CDU循环泵驱动下进入冷板,在液冷板内通过强化对流换热吸收热量,整个循环过程中冷却液保持液态。两相冷板液冷二次侧冷却液在设备内通过液冷板吸热发生汽化,在CDU内冷凝为液态,充分利用相变潜热,综合散热能力更强,但系统压力更高,对液冷板、流体连接器、管路等有特殊化要求。两相冷板式液冷核心优势在于满足超高热流密度散热需求,但现阶段技术成熟度仍较低,相关产业链有待完善。冷板式方案正从单相基础版向两相升级版演进。
产业链与降本路径
冷板式液冷产业链成熟度最高,上游包括液冷板(口琴管式、冲压式、挤压式、吹胀式等)、冷却液、CDU、Manifold等零部件供应商,中游为液冷服务器及集成方案商,下游为数据中心运营商。液冷板作为核心部件,采用铝热传输复合材料加工,以3系铝合金为芯材、4系铝合金为复合层,经过熔炼铸造、热轧复合、冷轧、退火等工序制成。铝钎焊复合材料制程长、工艺壁垒高,理论良率约70%。随着规模效应显现和技术进步,液冷板成本有望持续下行,进一步推动液冷渗透率提升。
液冷方案核心对比| 类别 | 冷板式 | 浸没式 | 喷淋式 |
|---|
| PUE | 1.1-1.2 | 1.05-1.09 | <1.1 |
| 初始投资 | 中等 | 高 | 较高 |
| 可维护性 | 优秀 | 较差 | 中等 |
| 兼容性 | 强 | 差 | 较差 |
| 市场占比 | 80%-90% | 较少 | 极少 |