在數字化浪潮中，算力正以前所未有的速度迅猛發展。隨著大數據、人工智能、云計算等前沿技術的廣泛應用，對算力的需求呈指數級攀升。處理器作為算力的核心承載部件，其計算能力不斷實現跨越式提升。然而，這也帶來了一個棘手的問題：能耗顯著增加。在高負荷運轉下，處理器產生的熱量急劇上升，傳統的風冷散熱方式已難以應對這一挑戰。
傳統風冷技術主要依靠風扇轉動產生氣流，將熱量帶走。但隨著處理器功耗的不斷提高，風冷的散熱效率逐漸捉襟見肘。其散熱能力有限，無法快速有效地將大量熱量散發出去，導致設備內部溫度過高，進而影響設備的性能和穩定性。與之相比，液冷技術憑借其卓越的散熱性能，成為解決高功率散熱需求的關鍵。液冷技術通過冷卻液作為熱傳導介質，能夠更高效地吸收和轉移熱量，實現更出色的散熱效果。從能源效率指標來看，傳統風冷的PUE（Power Usage Effectiveness，電源使用效率）值通常在1.5-1.6之間，這意味著每提供1單位的計算負載，需要額外消耗0.5-0.6單位的能源用于散熱等非計算用途。而液冷技術則表現更為優異，能夠將PUE值降低至1.2甚至更低，大大提高了能源利用效率。
自2019年起，國內政策導向十分明確，大力推動新型綠色數據中心的建設。在政策要求中，明確規定數據中心的PUE值必須控制在1.3以下。這一政策的出臺，為液冷技術的廣泛應用提供了有力的政策支持和市場契機。在嚴格的能源效率標準下，數據中心運營商為了滿足政策要求并提升自身競爭力，紛紛將目光投向液冷技術，使得液冷技術路線有望深度受益于政策紅利，迎來快速發展的黃金時期。
人工智能（AI）領域近年來呈現出蓬勃發展的態勢，成為推動液冷市場需求增長的重要引擎。AI技術的發展高度依賴強大的算力支持，從大規模數據訓練到復雜模型的運算，都需要高性能計算設備持續穩定運行。而這些設備在運行過程中會產生大量熱量，對散熱系統提出了極高的要求。
圖表：全球算力規模及增速
數據來源：中研普華產業研究院整理
液冷技術作為一種高效的散熱解決方案，在數據中心、高性能計算（HPC）以及電子設備等高能耗領域得到了廣泛應用。與傳統風冷系統相比，液冷技術的優勢十分顯著。在傳統風冷系統中，空氣作為熱傳遞介質，其熱傳導效率相對較低。而液冷系統通過冷卻液直接與發熱部件接觸，能夠更迅速地吸收和傳遞熱量，實現更高效的散熱。這種高效的散熱方式能夠有效保證高負載、高功率設備的穩定運行，滿足日益增長的計算需求對設備散熱的嚴苛要求。
根據國際數據公司（IDC）的統計預測，全球AI服務器市場規模將從2022年的195億美元增長至2026年的347億美元，期間的復合年增長率達到17.3%。在中國市場，液冷服務器市場更是展現出強勁的增長勢頭。預計在2023-2028年期間，中國液冷服務器市場規模的復合年增長率將高達47.6%，到2028年，市場規模有望增長至102億美元。這一數據充分顯示了AI領域的快速發展將帶動液冷市場需求迎來爆發式增長，未來市場潛力巨大。
在液冷技術領域，根據熱器件是否與冷卻液直接接觸，可將液冷技術分為直接接觸式和間接接觸式兩種類型。目前，以間接接觸式方案為代表的冷板式液冷技術成為當下液冷方案的主流選擇。
冷板式液冷技術的優勢在于對服務器結構改動需求較小。在實施冷板式液冷方案時，只需在服務器中安裝制冷板，而服務器的其他結構部分無需進行大規模改造。這不僅降低了實施成本和難度，還在可維護性、空間利用率以及兼容性方面表現出色。在可維護性方面，由于制冷板結構相對簡單，且不與服務器內部的電子元件直接接觸，因此在出現故障時，便于進行檢查和維修。在空間利用率上，冷板式液冷系統的布局較為緊湊，不會占用過多的服務器內部空間，有利于提高數據中心的空間利用效率。在兼容性方面，冷板式液冷技術能夠較好地與現有的服務器架構和設備兼容，無需對整個數據中心的設備進行大規模更換，降低了技術升級的成本和風險。從冷卻液的選擇來看，冷板式冷卻液目前多采用乙二醇+水的配方。這種冷卻液具有良好的熱傳導性能和較低的成本，能夠滿足冷板式液冷系統的散熱需求。
另一種液冷方案——浸沒式方案，雖然在散熱性能上具有一定優勢，但目前在大規模普及方面仍面臨挑戰。在浸沒式方案中，氟化冷卻液因其性能優良，成為目前較為適合用于數據中心浸沒式液冷系統的冷卻液。氟化冷卻液具有高沸點、低凝固點、良好的化學穩定性和電絕緣性等特點，能夠在高效散熱的同時，確保電子設備的安全運行。然而，氟化冷卻液的價格相對昂貴，這在很大程度上限制了浸沒式方案的大規模應用。要實現浸沒式方案與氟化冷卻液的大規模普及，降低成本將成為關鍵的驅動因素。未來，隨著技術的不斷進步和產業規模的擴大，氟化冷卻液的生產成本有望降低，從而推動浸沒式方案在市場中的廣泛應用。
通過深入的市場調研和分析，對AI服務器液冷市場規模進行了詳細測算。預計在2025年，AI服務器液冷市場規模將達到106.12億元。其中，冷板式方案的市場規模在2025年將為35.37億元。從增長率來看，2022-2025年AI服務器液冷市場需求的復合年增長率為21.50%。這一數據表明，AI服務器液冷市場正處于快速增長階段，市場前景十分廣闊。隨著AI技術的不斷發展和應用場景的持續拓展，對AI服務器的需求將進一步增加，從而帶動AI服務器液冷市場規模持續擴大。在這一過程中，冷板式液冷方案作為主流技術，將繼續在市場中占據重要地位，同時，隨著浸沒式方案成本的降低和技術的成熟，其市場份額也有望逐步提升，共同推動AI服務器液冷市場的繁榮發展。
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