随着数字经济与实体经济深度融合,算力上升为社会发展的核心生产力,传统数据中心加速向智算中心迭代升级。算力规模持续扩张的背后,服务器设备数量不断增长,整机功耗与冷却能耗同步攀升,高功率 AI 芯片大规模落地,直接推动机柜功率密度持续走高。早在 2020 年,国内数据中心机柜平均功率便已达到 8.5kW,年复合增长率超 15%,高密度算力给传统散热体系带来巨大压力。
在此背景下,液冷数据冷却是不是已经迎来产业爆发的春天?

从行业发展现状来看确实如此。近些年,液冷数据中心频频出现在大众视野,新基建、双碳目标、东数西算等国家级重大工程与战略规划当中,液冷均是核心技术方向,行业普遍认为,液冷将会掀起数据中心节能减排的新一轮产业变革。
但从风冷过渡到液冷,改变的绝不只是散热节能手段,更是数据中心整体产品形态、技术体系、商业模式乃至全产业链生态的重构。对比成熟的风冷方案,液冷虽然具备得天独厚的技术优势,但同样面临初期投入成本高、行业标准不完善、产业生态割裂等诸多现实阻碍,大规模商业化落地依旧道阻且长。想要把技术蓝图转化为产业现实,推动液冷走向广泛普及,行业亟需破局力量,联合产业链上下游协同攻坚。
数实融合浪潮下,液冷技术的核心价值
规模扩张与能耗管控,是当前数据中心发展最突出的矛盾点。
数实融合催生海量数据与多元化智慧应用场景,驱动数据中心朝着集约化、规模化、智能化方向演进。公开统计显示,国内数据中心总量由 2019 年的 42.9 万个下降至 2021 年的 41.5 万个;与此同时,超大规模数据中心数量从 512 座增长至 691 座。大型智算集群不断兴建,服务器功耗节节攀升,散热能耗占比居高不下。
统计数据表明,2019 年国内数据中心能耗结构里,IT 设备散热能耗占比达到 43%,几乎和 IT 设备本身 45% 的能耗持平。有预测指出,2030 年我国数据中心总耗电量或将达到 5915 亿千瓦时,占到全社会总用电量的 5%。大力发展绿色算力,降低能耗水平、压缩运营成本已经成为行业必然选择,液冷技术也因此被寄予厚望。
液冷,即以液体替代空气作为换热介质,直接带走硬件工作产生热量的散热技术。相较于传统风冷模式,液冷拥有三大突出优势。
第一,散热效率大幅提升,有效压低 PUE 指标。液冷方案可省去机房制冷机组、末端空调以及服务器内置风扇,依靠液体介质完成热量交换。针对 250W 以上中高功耗芯片,液冷能够将芯片工作温度降低 20℃,显着提升换热效率,助力数据中心实现更低的 PUE,践行绿色低碳发展。
第二,摆脱地域环境约束,拓展数据中心选址边界。液冷系统不再高度依赖外部气候、海拔条件,项目选址可以完全匹配业务实际需求。以东数西算各大算力集群为代表的新建数据中心,规划起点高,限制条件少,十分适配液冷技术的落地应用。
第三,释放机房空间,适配高密度算力演进趋势。摆脱大量制冷设备的占用之后,机房空间利用率得到明显改善,同时简化运维工作,运维效率进一步提高,完美匹配智算中心单机柜功率持续走高的发展趋势。
不容忽视:液冷规模化落地的三大现实挑战
整体而言,液冷数据中心仍处在产业发展的起步阶段,商业化落地速度持续加快,已经积累了不少落地案例。但成本压力、技术适配、产业生态等问题依旧制约行业发展,想要实现大范围普及,还需要突破多重难关。
首先,业务需求的差异化,给产品、技术与解决方案带来巨大考验。新建智算项目规划阶段即可融入液冷设计,冷板式、浸没式等技术路线都可以灵活选用。但存量改造市场难度更大,大量在用数据中心最初按照风冷体系完成整体设计,如何降低存量机房的液冷改造成本,是决定液冷能否大范围普及的关键。
其次,应用场景多元化,对产品体系和厂商交付能力提出更高标准。数实融合催生丰富多样的业务场景,异构计算、智能计算成为主流,AI 服务器、高密度服务器、通用服务器混合部署成为常态,这就要求液冷厂商具备完整的产品矩阵,以此满足不同设备的差异化散热需求。
而东数西算十大国家算力集群这类大型新建项目,对液冷方案的规模化、标准化交付能力也提出严苛要求,考验厂商的项目实施、供货交付全链条能力。
最后,零部件兼容性难题突出,行业标准缺失、产业生态割裂亟待破解。液冷系统分为内外两套循环回路,设备与零部件品类繁多,不同部件之间的兼容适配,是大规模推广的重要前提。现阶段行业统一标准仍不完善,冷却液、硬件器件、液冷整机设备、运维规范等维度缺少统一约束。
有行业专家指出,行业应当加快液冷相关标准体系建设,针对发热器件、冷却介质、液冷装备、运维流程建立统一规范。同时需要核心企业牵头,凝聚产业链共识。
液冷产业的向前发展,离不开行业破局者。企业需要依托自身的技术研发实力与项目交付能力,联动上下游合作伙伴,共同完善行业标准,推进产品联合创新,打磨适配多场景的解决方案,才能真正推动液冷数据中心从技术构想走向大规模现实落地。