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2025年，数据中心液冷从规模化开始，走向“普适”
添加时间:2025-08-09
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2025年对于数据中心行业而言，注定是一个特殊的年份。
一方面，包括《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》、《信息通信行业绿色低碳发展行动计划（2022-2025年）》等在内的多份政策性文件都将2025年作为重要时间节点。
另一方面，移动、联通、电信三大运营商在2023年联合发布的《电信运营商液冷技术白皮书》中曾明确，2025年开展（液冷）规模应用，50%以上项目应用液冷技术，共同推进形成标准统一、生态完善、成本最优、规模应用的高质量发展格局。
除此之外，《上海市智能算力基础设施高质量发展 “算力浦江”智算行动实施方案（2024—2025年）》中也曾明确，力争到2025年上海市新建智算中心PUE值（Power Usage Effectiveness，数据中心总能耗 / IT设备能耗）达到1.25以下，存量改造智算中心PUE值达到1.4以下，智算中心内绿色能源使用占比超过20%，液冷机柜数量占比超过50%。
市场方面来看，中信证券研报中曾提到，在数据中心算力提升和能耗降低推动下，液冷技术将加速替代风冷技术，成为新的技术发展方向。
综合来看，2025年液冷势必将成为数据中心供冷系统炙手可热的技术。
低碳、降本、高密、可靠，液冷的四大优势
近年来，尤其是2023年ChatGPT问世，带来了新一轮人工智能的浪潮，在带动了算力需求的同时，也让机柜的功率逐年增加。以英伟达发布的Blackwell GB200 GPU异构计算为例，其单机柜功耗高达120kW，相当于CPU通用计算单机柜功耗的10-20倍。万国数据中国区联席总裁梁艳曾表示，现阶段，国内很多大厂单机柜密度已达到70~100KW（原单机柜功率基本在12KW，标准机柜功率2.5KW）。
高功率机柜需求也对数据中心供冷系统提出了挑战，网宿科技副总裁、绿色云图总经理胡世轩对钛媒体APP表示，高功率意味着传统空调系统需要增加更多的风扇，以降低更多的温度，也就造成了更多的电力消耗，这对于本就高载能的数据中心行业来说，无疑是实现碳中和路上的一大障碍，“而数据中心应用液冷技术供冷，能在确保服务器稳定运行的同时，有效降低供冷的电力消耗，这也是为什么液冷能在数据中心规模化应用的原因。”
具体来看，与传统供冷模式相比，液冷在数据中心中的应用有四大优势。
首先，应用液冷之后，数据中心能有效降低供冷方面的电力消耗，缩减运营费用，降低碳排放。“应用液冷技术相较风冷可节能30%，减少30%的碳排放。”绿色云图运营总监徐明微具体指出。
其次，应用液冷也是当下实现高密度部署的最佳路径，“传统供冷模式下，一个机柜可能放一台高功率服务器就已‘满载’，这大幅浪费了机房的物理空间，同时也造成了数据中心内部网络传输成本的增加，”徐明微如是说。
采用液冷以后，单台机柜可以放置更多的服务器，提高了机柜的部署密度，也有效降低了数据中心内部网络传输的成本。
第三，应用液冷还能达到“静音”机房的效果。徐明微告诉钛媒体APP，当前传统风冷模式机房风扇转速已经可达4万转/分钟，高转速也带来了更大的噪音，而液冷模式下，即便是还需要风扇辅助供冷的冷板式液冷，也能大幅降低风扇部署数量和转速，降低机房噪音。
第四，应用液冷以后，能有效降低服务器的故障率。随着数据中心功率密度的不断提高，传统风冷的散热效率逐渐难以满足需求，容易导致设备局部过热，影响设备的性能和寿命，从而增加故障率。
而液冷技术散热效率更高，能够满足高功率密度服务器的散热需求，保证设备在高温环境下也能稳定运行，大大降低了因散热不良导致的故障率。
除此之外，在成本方面，随着技术成熟度和产业链成熟度的提高，当下应用液冷的单千瓦成本已经与传统风冷的成本相近，甚至在某些场景下，应用液冷比应用风冷的成本更低。
据了解，目前比较常见的风冷解决方案单千瓦成本大概在1.8万~2万之间，有些极端的用户会要求压缩到1.2万，应用液冷的解决方案的成本基本可以控制在2万以内。对此，胡世轩对钛媒体APP表示，现阶段，大规模应用液冷与传统风冷相比，建设成本差别并不大，但是后期液冷能够显著节省电费，使得运营成本降低不少。
浸没、冷板并驾齐驱，风液混合将是最佳应用路径
伴随智能算力需求增加以及服务器功率的提升，液冷正受到市场更多的关注，也迎来了更多的规模化应用落地。从目前市场来看，液冷技术在数据中心中的应用主要有两大技术路径——浸没式、冷板式。
浸没式液冷是将发热的电子元器件（如CPU、GPU、内存和硬盘等）整体或部分地直接浸没在装有非导电惰性流体介质（即冷却液）的机箱中，利用液体将电子元器件产生的热量快速传递至导热介质中并带走，冷板式液冷则是通过冷板（通常为铜、铝等高导热金属构成的封闭腔体）将发热元器件的热量间接传递给封闭在循环管路中的冷却液体，通过冷却液体将热量带走，从而实现散热。
就市场情况而言，冷板式液冷、浸没式液冷呈现出并驾齐驱的趋势，一方面，如浪潮信息数据中心产品部副总经理李金波曾所说，相比于其他液冷方式，冷板式液冷在对数据中心与服务器架构的改造程度、产业链成熟度、部件更换运维便捷性、初期投资等方面均有显著优势，市场占有率更高。据IDC数据显示，2023上半年，中国液冷服务器市场中，冷板式占比达90%。
但另一方面，随着芯片功率的不断提升，冷板式液冷的散热能力逐渐接近极限，浸没式液冷的优势愈发凸显。
在胡世轩看来，“冷板式液冷与浸没式液冷目前以及未来很长一段时间都会处于并存的状态，并不会出现一个会取代另一个的情况。”
不过，尽管液冷相较于风冷具有显著优势，但在实际的应用部署上，兼顾到成本与性能，液冷在数据中心中应用的最佳路径将是风液混合的模式。徐明微对钛媒体APP表示，以服务器为代表的算力，因为其功耗比较大，需要液冷来提升机柜密度、降低碳排放，但对于存储设备、网络设备而言，功耗没有那么大，传统风冷就能满足散热需求，“企业没有必要为了用液冷而全部设备都用液冷，所以风液混合将成为2025年比较适宜数据中心应用的一种供冷方式。”
从行业角度上看，其实2024年已经有一些IDC服务商尝试风液混合的方式作为数据中心供冷方式，以秦淮数据为例，其华北某基地两栋数据中心项目采用“液侧冷板液冷和风侧磁悬浮相变”的冷却组合系统，2024年上半年项目中负载平稳的机房实际运行PUE低至1.128，全年WUE预计仅为0.15，相较于IDEC冷却技术机房，该项目每100MW可节约用电3950万度。而华为云在其数据中心项目中采用风冷AI+液冷AI整机柜+AHU风冷的混合制冷方式，实现年PUE仅为1.12。这些数据佐证了风液混合是当下满足企业大规模智算需求的智算中心供冷最优解的观点。
冷却液仍需优化，环保与安全将成方向
从浸没式液冷角度出发，目前两种流派——相变式、单相，各有大玩家。相变式方面，以中科曙光为例，其在2024年WAIC上带来了全新的浸没式液冷解决方案，该方案采用了相变浸没式液冷，冷却液为电子氟化液，可应用于高密度的智算中心。
大多数相变浸没式液冷都会选择氟化液作为冷却液，但氟化液的应用，目前行业存在比较大的争议，这个争议在2025年也将进一步造成业内在浸没式液冷冷却液选择上的分化。
氟化液主要成分是甲氧基-九氟代丁烷，具有一定的挥发性，且挥发产物氟化物离子在一定程度上会影响人体健康，例如，长期吸入氟化物可能会刺激呼吸道黏膜，引发咳嗽、胸闷、呼吸困难等症状，严重时甚至会出现肺水肿，而
如果摄入过量，可能会引起全身性慢性蓄积性中毒，干扰人体内的钙代谢，导致骨质疏松等骨骼疾病，同时还可能对肝脏、肾脏以及神经系统造成损伤。
这一方面要求企业在应用氟化液作为冷却液时，需要定期补充，而因氟化液成本较高，使得后期应用成本上升，另一方面，氟化物离子也极有可能危害运维人员的身体健康。
此外，氟化液被排放到环境中时也会对水体、土壤和生态系统产生危害，比如高浓度的氟离子可以污染水源，对水生生物造成伤害，并破坏水生生态系统的平衡。
所以，目前很多液冷厂商对氟化液的应用前景并不看好，取而代之的则是合成油、合成脂类冷却液。以英特尔2024年发布的G-Flow浸没式液冷机柜为例，在这套解决方案中，冷却液采用的是埃克森美孚最新研发的无PFAS浸没式冷却液（某种碳氢合成油），相较于传统的氟化液更为环保的同时，其使用成本也有可观的下降。
从技术优化路径上看，浸没式液冷在2025年主要的优化方向将是新型冷却液的研发。原先常见的用于浸没式液冷的含PFAS的氟化液因为污染性较强，本身不易被降解，现在已经逐步被注重环保的公司所淘汰，“我们从2018年起就已采用合成油，根据不同的项目需求，联合冷却液厂商一起去做合成油的开发与性能测试，这也是我们将持续投入的方向。研发出成本更低、更环保，导热性、流动性更好的冷却液，能让浸没式液冷的应用门槛进一步降低，从而推动浸没式液冷的规模化应用。”徐明微强调。
另一方面，冷板式液冷的优化方向将是安全性的提升。冷板式液冷使用的冷却液体为水和丙二醇水溶液，具有导电性，一旦漏液会造成服务器损坏。如何确保不漏液，并做好漏液后的防护措施是冷板式液冷所面临的首要挑战。浪潮信息就曾首创了液环式真空CDU，使得液冷系统二次侧均为负压，从而彻底杜绝了漏液隐患。
产业联合、生态构建决定了液冷发展
2025年，液冷技术在不断演进的同时，生态和产业链的建设也将成为液冷能否在数据中心得以大规模应用的关键。
以浸没式液冷的冷却液为例，选择氟化液将提升整个液冷解决方案的成本，而且还会增加环境污染的风险。选择合成油，当前的合成油虽然已经足以满足用户的需求，但是面向未来，合成油、合成脂类的冷却液仍有比较大的优化空间。
如何优化才能达到最好的效果，以及更快的推出可优质的产品呢？ “产学研用”的共同努力是最佳路径。日前，由山东省海洋科学研究院牵头，联合了巴斯夫（中国）有限公司、绿色云图等在内的多家产业上下游企业，共同组建了“生物可降解润滑剂联合实验室”，旨在研发新型的合成油、合成脂类冷却液，推动浸没式液冷在降低成本的同时，增加性能，对此，徐明微告诉钛媒体APP，实验室汇集了科研院所（山东省海洋科学研究院）、化工巨头（巴斯夫），以及液冷解决方案供应商（绿色云图），同时还有多家大学院校联动，团结产学研用的力量，共同推进液冷冷却液的发展。
而与巴斯夫这样的国际化工合作，也有助推动中国液冷产业走向海外，徐明微表示，国际上对产业链条的零碳要求极高，同时对国际龙头的认可度也很高，以欧洲市场为例，与巴斯夫合作，一方面可以依靠其在化工产品（冷却液）方面成熟的产业链，完善我们在海外的产业链供给，另一方面，也可以借助欧洲市场对于巴斯夫品牌的认可度，帮助中国液冷产业快速获得海外用户的认可，“当然，自身技术过硬，产品有竞争力，还是中国液冷产业出海过程中的核心竞争力。”徐明微强调。
冷却液的更迭只是液冷产业向前发展的缩影，数据中心真要实现液冷的普及还要面临很多挑战，对此，徐明微指出，如何解决冷却液均匀地在液冷机箱中流动，让每个芯片都能有效散热也是产业需要关注的焦点。从应用上看，以英特尔为例，其G-Flow浸没式液冷机柜相关技术就从两方面着手，提升冷却液在液冷机箱中的流动效率，一方面，机箱采用上进液、下出液的方式，利用冷却液自重，产生向下的流动力，同时还部署了水泵，进一步提升液体的流动性。
从各大厂商的动作上看，除了联动产学研用共同推进液冷应用以外，产业内的硬件厂商也在积极推动着产业生态的建立，以及标准的建立。以浪潮信息为例，通过与液冷产业链上下游的紧密合作，浪潮信息积极牵头液冷专利与标准建设，助推液冷行业的良性发展。截至目前，浪潮信息拥有500多项液冷技术领域核心专利，已参与制定与发布10余项冷板式液冷、浸没式液冷相关设计技术标准，对液冷产业的快速发展及液冷技术的大规模普及建设具有重要的指导意义。
无独有偶，徐明微也在与钛媒体的对话中谈及，绿色云图也积极的参与到各项液冷相关的团标、行标，以及国标的制定之中，据了解，2024年12月，在中国国际经济技术合作促进会主导下，绿色云图牵头主编的《数据中心浸没式液冷系统技术要求》、《数据中心浸没式液冷机柜技术要求》、《数据中心浸没式液冷系统冷却液技术要求》三项团体标准正式发布，“我们希望通过标准进一步规范行业的发展，同时也能让更多的企业加入进来，让液冷在数据中心的应用更普适。”徐明微表示。
显然，在各方的共同下，从2024年开始在数据中心中出现越来越多规模化应用的液冷技术，将在2025年逐渐走向普适化发展，更多的企业，更多的数据中心能够以更具性价比的价钱，用上更好用的液冷解决方案。（本文首发于钛媒体APP，作者｜张申宇，编辑丨盖虹达）