单芯片TDP从700W→1500W→3000W,机柜热密度突破1MW,风冷物理极限早已被击穿。液冷不再是“可选项”,两相液冷是GW级AIDC的必然路径。先进计算产业发展联盟这份技术综述,系统梳理了液冷三代技术演进与产业拐点信号。
液冷三代技术演进
液冷技术经历三代演进,解热能力提升一个数量级,PUE持续趋近1.0。
Gen 1:冷板式液冷(Direct-to-Chip Cold Plate)。 单芯片TDP≤1000W,机柜功率≤132kW,PUE 1.15-1.25。液体不接触芯片,以水/乙二醇为主,是存量改造首选。NVIDIA GB200/Rubin NVL72已标配冷板式液冷。2024年冷板单价已降40%(阿里云披露)。
Gen 2:单相浸没(Single-Phase Immersion)。 单芯片TDP≤1500W,机柜功率≤200kW,PUE 1.06-1.10。整机浸入电介质液(氟化液或合成油),Intel能源部订单已落地,阿里巴巴已完成单相浸没液冷部署。
Gen 3:两相浸没/泵驱两相(Two-Phase/Pumped 2P)。 单芯片TDP≥3000W,机柜功率达MW级,PUE≤1.04。相变蒸发、潜热散热,解热能力≥250W/cm²,面向GW级AIDC部署。Accelcius与浪潮信息正推进两相液冷商用化。
液冷渗透率s曲线与产业拐点信号
液冷正从“可选配置”向“强制标配”跃升,渗透率s曲线显示2026年将迎来陡峭上升拐点。
关键催化事件:2024年冷板单价降40%(规模效应驱动);2025年GB300 NVL72量产,单机柜140kW;2026年工信部PUE 1.15红线生效,液冷成为唯一达标路径;2028年风冷物理极限全面触及。
需求倒逼:GB300 NVL72单机柜140kW已触及风冷物理极限。成本下降:冷板单价同比降40%,3年ROI转正。政策强制:工信部PUE 1.15红线,液冷是唯一达标路径。行业预测2026年液冷渗透率将从30%跃升至70%。阿里云已宣布新建数据中心100%液冷,浪潮液冷整机柜已交付数万节点。
液冷技术趋势展望
面向GW级AIDC,液冷技术呈现三大趋势:
趋势一:从“散热适配”到“散热驱动”。 浪潮信息已提出原生液冷架构预研——在顶层设计层面全域重构,单机柜可容纳上千颗算力芯片,算力密度提升8倍,PUE可降至1.03。散热不再是芯片的“配套工程”,而是数据中心系统设计的“第一性原则”。
趋势二:两相液冷成为GW级AIDC标配。 单芯片TDP突破3000W后,两相液冷是唯一可行的解热方案。OCP正推进冷板/UQD标准化,降低两相液冷的部署门槛和运维复杂度。
趋势三:CDU标准化与产业链成熟。 冷板式液冷的CDU(冷却分配单元)正在走向标准化,OCP已发布相关规范。液冷产业链从芯片(冷板设计)、服务器(液冷管路)、机柜(Manifold)到数据中心(CDU+室外冷源)正在形成完整生态。
浪潮信息已积累1000+液冷核心专利,牵头/参与20+液冷标准,西北某案例年节电320万度,中等规模年节费达千万级。