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为什么AI时代液冷会“热”起来?

时间:2026-06-09

过去给芯片降温,靠的都是风冷—— 就像给芯片装个小风扇,用空气吹走热量,我们电脑主机里的风扇就是这个原理。那么,液冷是如何给芯片降温的呢?液体碰到芯片会不会导致短路呢?

 

什么是液冷技术?


液冷技术是指使用液体(如冷却液)代替空气作为冷媒,与发热部件进行热交换,从而带走热量的技术。

目前,根据冷却液是否与发热器件发生直接接触,分为直接液冷和间接液冷。


冷板式液冷:给芯片贴个 “降温贴

冷板式液冷,简单来说,就像我们发烧时在额头贴个降温贴,冷却液不直接碰芯片,而是通过在芯片上贴一个 “金属导热板” 把热量导走。

优势:这种方式对现有芯片和设备的改动较小,改造成本较低,是目前应用最广的方案。

短板:仅给芯片等核心发热部件装液冷板,服务器里其他部件仍需风冷辅助散热,散热与节能效果较后两者稍显逊色。

 

浸没式液冷:把芯片泡在 “专用水里”

浸没式液冷,通俗说,就是直接把芯片泡在 “冷水里”,但这可不是普通的水,而是专用氟化液—— 它无色无味、不导电、化学性质稳定,就算把芯片完全泡在里面也不会使其短路。把整个服务器设备都泡在其中,产生的热量会直接被液体吸收带走。

优势:散热效率高,几乎没有噪音(不用风扇)、也更稳定(隔绝灰尘),是未来重要的发展方向。

短板:对算力中心的改造需求较大、成本更高,对液体和密封性要求也高,目前主要用在超算中心、大模型训练基地等高功耗场景。

 

喷淋式液冷:“精准降温喷雾”

喷淋式液冷是面向芯片级器件精准喷淋,就像夏天我们用的降温喷雾一样,哪里热喷哪里。将冷却液精准喷洒到芯片表面或导热元件上,吸热后汇集回液箱循环降温。

优势:这种方式实现了 100% 液冷,结构灵活、对机房承重要求低。

短板:节能效果弱于浸没式,且存在器件选型局限等问题,目前应用较少,主要适配部分特殊场景的精准散热需求。

 

为什么液冷技术越来越重要?


1、芯片功耗大幅提升,触达传统风冷上限

在炎炎夏日,是吹电风扇凉快些还是直接洗个冷水澡凉快些?

根据Vertiv数据,风冷技术最多只能搞定发热小于1000W的芯片,再热就必须采用更有效的散热方式了。而AI算力中心里单芯片功耗就早已超出这个数值,多颗芯片密集部署后,超算、智算中心的单机柜功率甚至能达到30KW以上。

而水的导热能力约是空气的25倍,冷却液的导热能力则更优,为了让芯片高效运行,液冷技术就显得愈发重要。


2、降低PUE值,契合国家双碳政策要求

国家工业和信息化部要求2025年新建数据中心PUE(能源使用效率)必须≤1.3。

TIPS:什么是PUE?

PUE是评价数据中心能源效率的指标,PUE=数据中心总能耗/IT设备能耗

假设PUE是2,这意味着每花2块钱电费,只有1块钱是给服务器干活用的,另外1块钱被照明、风冷等辅助设施用掉了,能效水平相对就不高。

 

PUE越接近1表明能效水平越好。如下图所示,棕色区域为风冷技术对应的PUE范围,传统风冷方案的数据中心PUE一般在1.5左右,风冷技术的PUE极限在1.2左右,而液冷技术的PUE能接近1.0(蓝色区域)。


行业趋势:从“可选”到“必选”


英伟达新一代Blackwell芯片、Vera Rubin机柜全面采用全液冷设计、谷歌赴华洽谈采购数据中心液冷系统……这也从侧面表明,全球算力竞争已从单一芯片比拼,升级为全方位的系统能效之争,液冷正逐步成为AI算力基础设施的标配。毕竟,芯片 “冷静”了,我们的数字世界可以跑得更快、更稳。

目前市场虽无专门聚焦液冷的主题指数,但是其作为AI算力与数据中心的重要配套环节,投资者可通过布局AI算力、云计算相关主题指数,间接把握其成长机会。 

中证云计算与大数据主题指数(930851.CSI):聚焦云计算基础设施及数据中心产业链,液冷相关股票持仓占比超 8.5%(数据来源:iFind,2026/3/19),成份股覆盖冷板式、浸没式等技术路线企业,是布局液冷赛道的主要指数。

国证算力指数(399363.SZ):作为算力领域核心指数,液冷是其基础设施关键环节,成份股包含液冷龙头企业,覆盖液冷系统解决方案提供商、核心部件(如CDU、液冷板)制造商等


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