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2024年液冷市场增速达96%, 单相冷板式液冷将成主流方案

据市场机构Omida统计,2024年,全球数据中心液冷市场增长率达96%,超越了19亿美元的市场门槛。单相冷板式液冷(1-P DtC)市场在2024年实现了150%的增长,主要得益于人工智能数据中心对该技术的广泛采用。2025年,超高密度AI机架(如NVL72)的大规模出货将再次催生液冷解决方案的需求高峰。基于Omdia的服务器出货量预测及单相冷板安装率预测,机构已显著上调了单相冷板式液冷(1-P DtC)市场需求。

同时,数据中心液冷热潮也推动了传统风冷设备的显著增长,其中冷水机组增长了30%,RDHx解决方案增长了53%。Omdia将继续跟踪市场动态,并可能进一步上调对这些风冷设备的增长预期。

风冷设备的增长源于两个主要因素:与高增长的液冷集成应用的RDHx,以及为满足AI建数据中心建设和改造,推动了AHU和冷却器的需求。同时,数据中心行业对能源效率的关注日益明显,产品策略正转向减少DX使用,而选用直接蒸发冷却或间接蒸发冷却,甚至采用混合方法来考虑能源和水资源的节约。

2024年数据中心液冷市场的增长可视为第一阶段,主要由少量600W+TDP芯片的出货量驱动,之后液冷已逐渐成为数据中心的必要选项。Omdia认为液冷市场的真正增长将在2025年发生,如Nvidia Blackwell、AMD MI355和Google TPU v6p等芯片正在使得液冷成为强制性选项。并且,这些芯片的资本支出采购量也在持续增加。因此,在可预见的未来,单相冷板式液冷(1-P DtC)将成为市场主流解决方案。

Omdia认为双相冷板式液冷(2-P DtC)的市场采用才刚刚开始,有可能成为最大的挑战者。相比之下,浸没式液冷技术的快速增长仍需时日。因为,目前的数据中心市场需求仍在于快速的计算能力,和高密度的部署,但在现有的技术条件下,浸入式液冷市场仍然缺乏较强的竞争力。

冷板式液冷采用微通道强化换热技术,散热性能极高,行业成熟度也处于领先水平。它通过由铜铝等导热金属构成的封闭腔体——液冷板,将发热器件的热量间接传递给循环管路中的冷却液体,再由冷却液体带走热量。

传统冷板式液冷通常只覆盖CPU、GPU等个别高功耗芯片,设备节点或整机 柜液冷占比通常在60%~80%之间,存在液冷占比低、节能 收益不显著的问题。为此,业内已经开始布局全液冷冷板技术,即通过液冷板为设备内的所有发热器件进行散热。

常用的冷板式冷却介质有乙二醇、甘油、去离子水等,其中去离子水在成本和传热性能方面具有明显优势,因此在液冷解决方案中进一步考虑数据中心的应用场景,选择去离子水作为冷却剂,同时在冷却剂中额外添加抑制剂,防止腐蚀和细菌滋生,影响冷板散热效果,甚至堵塞管路导致解决方案失效。

单相间接式液体冷却过程中不存在汽化现象,相对于普通的绝缘液体和制冷剂,由于水的高沸点以及良好的热性能,使其成为最具现实意义的冷却媒介。然而,泄漏隐患的存在限制了以水为媒介的推广应用和需求。

双相间接式液体冷却通过制冷剂吸收电子器件侧的热量而蒸发,通过相变实现热的传递。蒸发后的制冷剂气体通过压缩机压 缩冷凝再循环。由于低沸点的绝缘流体和制冷剂较多,因此双相间接式液冷技术采用制冷剂种类较多。与单相间接式液体冷却相比,双相间接式液体冷却温度梯度小,传热速率更快。

在应用落地方面,单相冷板式液冷技术对通信设备和机房基础设施改动较小,技术成熟度高,已成为满足芯片高热流密度散热需求、提升数据中心能效、降低总体拥有成本(TCO)的有效方案。而双相冷板式液冷能够满足超高热流密度散热需求,但现阶段技术成熟度仍较低,相关产业链还有待完善。

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