液冷数据中心是指采用液体作为主要冷却介质,替代传统风冷方式,对服务器、芯片等IT设备进行高效散热的数据中心。其核心原理是通过液体(如水、矿物油、氟化液等)直接或间接接触发热部件,利用液体更高的比热容和导热效率,实现更快速、更精准的热量传递,从而显著提升散热效能,降低能耗,并支持高密度计算设备的稳定运行。
产业链来看,我国液冷数据中心行业产业链上游为零部件,主要包括冷却液、CDU、接头、电磁阀、TANK、maniflod等;中游为液冷数据中心,可分为浸没式、冷板式和喷淋式;下游应用于互联网、金融、电信、能源、生物等领域。
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液冷数据中心技术实现形式主要分为三类:冷板式通过金属导热板精准冷却核心发热部件,兼容性强且改造成本低,适用于中高密度机柜;浸没式将设备完全浸入冷却液实现极致散热(PUE可低至1.03),但需专用密封设计和高成本氟化液,适配超算/AI等高热密度场景;喷淋式依赖定向喷射蒸发吸热,技术成熟度低且泄漏风险显著,目前仅边缘计算等特定场景试点(当前冷板式占主流60%+,浸没式增速35%+)。
液冷数据中心的分类及对比
类型 | 技术定义 | 技术特点 | 适用场景 |
冷板式液冷 | 金属冷板贴合发热部件(如CPU/GPU),内部流道循环冷却液带走热量 | 兼容性强,无需改造机房架构;单机柜功率密度支持20-50kW,PUE可降至1.15以下 | 中高密度数据中心(如云计算平台)、存量机房节能改造 |
浸没式液冷 | 服务器完全浸没在冷却液中,通过液体对流或相变吸热 | 散热效率最高(FUE可低至1.03),无风扇零噪音;但冷却液成本高,维护复杂 | 超算中心、智算集群(单机柜>50kW)、新建绿色数据中心 |
喷淋式液冷 | 精准喷射冷却液至热源表面,通过蒸发吸热降温 | 适配异构设备,局部散热能力强,但存在泄漏风险,流量控制技术难度大 | 实验阶段,边缘计算等特定场景探索 |
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机架数量来看,数据中心建设协调推进,三家基础电信企业持续优化算力基础设施布局,截至2024年底互联网数据中心机架数量83万个,推动提升算网协同和调度能力,提供更加多元化算力服务。
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市场结构来看,我国液冷数据中心市场中主要以冷板数据中心为主,2024年我国冷板数据中心市场规模达到99.6亿元,占比为90.5%。
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政策方面,我国大力推进新型信息基础设施建设,陆续出台了《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》《关于深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》《算力基础设施高质量发展行动计划》等多项政策,并鼓励液冷数据中心行业的发展与创新。目前我国数据中心技术能力明显提升,行业政策体系逐步完善。
我国液冷数据中心行业相关政策
发布时间 | 发布部门 | 政策名称 | 主要内容 |
2024年7月 | 国家发展改革委等四部门 | 数据中心绿色低碳发展专项行动讦划 | 因地制宜推动液冷、蒸发冷却、热管、氟泵等高效制冷散热技术,提高自然冷源利用率。强化人工beplay下载软件 节能技术应用,结合beplay下载软件 运维平台,实现数据中心算存运及基础设施资源的高效协同联动 |
2024年2月 | 国家发展改革委等部门 | 重点用能产品设备能效先进水平、节能水平和准入水平(2024年版) | 在2022年已明确能效水平的三相异步电动机、电力变压器、房间空气调节器等20种产品设备基础上,增加工业锅炉、数据中心、服务器、充电桩、通信基站、光伏组件等23种产品设备或设施,基本实现重点用能产品设备全覆盖,进一步支撑重点领域节能减排降碳。 |
2023年12月 | 国家发展改革委等部门 | 关于深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见 | 推进数据中心用能设备节能降碳改造,推广液冷等先进散热技术。 |
2023年10月 | 工业和信息化部等六部门 | 算力基础设施高质量发展行动计划 | 支持液冷、储能等新技术应用,探索利用海洋、山洞等地理条件建设自然冷源数据中心,优化算力设施电能利用效率、水资源利用效率、碳利用效率,提升算力碳效水平。 |
2023年4月 | 工业和信息化部、财政部、生态环境部 | 绿色数据中心政府采购需求标准(试行) | 数据中心相关设备和服务应当优先选用新能源、液冷、分布式供电、模块化机房等高效方案。 |
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