液冷服務器作為一種高效的散熱解決方案,近年來在全球范圍內得到了廣泛應用,尤其是在高性能計算(HPC)、人工智能(AI)和數(shù)據(jù)中心等領域。隨著信息技術的快速發(fā)展,數(shù)據(jù)中心的計算密度和功耗不斷增加,傳統(tǒng)的風冷散熱技術已難以滿足高功率密度服務器的散熱需求。液冷服務器通過采用液體作為傳熱介質,顯著提高了散熱效率,降低了能耗,并在高密度計算環(huán)境中展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。
當前,中國液冷服務器行業(yè)正處于快速發(fā)展和技術創(chuàng)新的關鍵時期。一方面,隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等前沿技術的迅猛發(fā)展,數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和算力需求呈爆發(fā)式增長,液冷服務器作為解決高功率密度服務器散熱問題的關鍵技術,正逐漸成為數(shù)據(jù)中心建設和升級的“剛需”。另一方面,政策支持也為液冷服務器行業(yè)的發(fā)展提供了有力保障。
液冷服務器作為新一代數(shù)據(jù)中心散熱解決方案,正伴隨全球算力革命與綠色轉型浪潮迎來爆發(fā)式增長。當人工智能、云計算與邊緣計算推動服務器功率密度持續(xù)攀升,傳統(tǒng)風冷技術面臨散熱效率瓶頸與能耗過高的雙重挑戰(zhàn)。在此背景下,中國憑借政策引導、技術突破與市場需求三重驅動,已成為全球液冷服務器創(chuàng)新與應用的核心陣地。從浸沒式到冷板式技術路線的自主探索,到頭部企業(yè)業(yè)績的高速增長,行業(yè)正從概念驗證階段邁向規(guī)?;逃?,成為數(shù)字經濟時代算力基礎設施升級的關鍵支撐。
一、液冷服務器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀:技術突破與商業(yè)化加速共振
1. 技術路線多元化競爭格局形成
液冷服務器技術路徑呈現(xiàn)“冷板式為主流,浸沒式為前沿”的分化格局。冷板式技術通過金屬冷板與服務器核心部件直接接觸,利用液體循環(huán)帶走熱量,因改造成本較低、兼容性強,已成為當前數(shù)據(jù)中心規(guī)?;渴鸬氖走x方案。頭部服務器廠商普遍將冷板式液冷作為標準配置,可適配現(xiàn)有服務器架構,便于存量機房升級改造。與之相對,浸沒式液冷將服務器整機浸入絕緣冷卻液中,通過液體相變實現(xiàn)高效散熱,散熱效率較冷板式提升顯著,但面臨初始投資高、運維復雜度大等挑戰(zhàn),目前主要應用于AI訓練集群等高功率密度場景。
技術創(chuàng)新正在打破路徑依賴。部分企業(yè)開始探索“冷板+浸沒”混合架構,針對CPU、GPU等不同部件采用差異化散熱方案;相變冷板式液冷通過工質相變強化傳熱效率,試圖在成本與性能間找到新平衡點;智能溫控系統(tǒng)與液冷技術結合,實現(xiàn)動態(tài)流量調節(jié)與能耗優(yōu)化,推動液冷從“被動散熱”向“主動管理”升級。
2. 產業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展與頭部企業(yè)崛起
液冷服務器產業(yè)鏈呈現(xiàn)“上游材料國產化突破、中游系統(tǒng)集成能力集中、下游應用場景多元化”的特點。上游領域,冷卻液、冷板、管路等關鍵部件已實現(xiàn)國產化替代,冷卻液從早期依賴進口氟化液,到如今水基冷卻液、礦物油等環(huán)保型產品實現(xiàn)量產;冷板制造企業(yè)通過精密加工與微通道設計優(yōu)化,降低熱阻并提升兼容性。中游系統(tǒng)集成環(huán)節(jié),服務器廠商與專業(yè)散熱企業(yè)形成兩類競爭主體:前者依托服務器整機研發(fā)能力,將液冷模塊與硬件設計深度融合;后者憑借散熱技術積累,提供定制化液冷解決方案,兩類企業(yè)在客戶資源與技術路線上形成互補。
頭部企業(yè)業(yè)績表現(xiàn)印證行業(yè)景氣度。部分企業(yè)憑借AI服務器散熱業(yè)務的快速放量,上半年凈利潤實現(xiàn)翻倍增長,核心驅動力來自與大型云計算廠商的深度合作;專注于液冷系統(tǒng)集成的企業(yè)通過提前布局專利技術,在冷板設計、流場仿真等領域建立壁壘,訂單飽和度持續(xù)提升;還有企業(yè)從汽車熱管理跨界切入液冷賽道,將車用散熱技術遷移至數(shù)據(jù)中心場景,形成差異化競爭優(yōu)勢。
3. 政策與市場雙輪驅動需求爆發(fā)
政策端,“東數(shù)西算”工程明確要求新建數(shù)據(jù)中心PUE(能源使用效率)低于1.25,部分地方政府對液冷技術應用給予最高30%的補貼,直接推動數(shù)據(jù)中心綠色轉型提速。監(jiān)管層將液冷服務器納入“新型基礎設施”重點支持領域,引導金融資本向產業(yè)鏈傾斜。市場端,AI算力需求成為第一增長引擎,大模型訓練集群單機柜功率突破100kW,風冷技術已無法滿足散熱需求,液冷成為剛需配置?;ヂ?lián)網巨頭率先規(guī)?;渴鹨豪鋽?shù)據(jù)中心,云計算廠商將液冷服務器作為高端云服務的賣點,中小數(shù)據(jù)中心則通過液冷改造延長設備生命周期,需求從頭部向中長尾市場滲透。
據(jù)中研產業(yè)研究院《2025-2030年中國液冷服務器行業(yè)深度調研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃報告》分析:
當前液冷服務器行業(yè)正處在“技術驗證完成,規(guī)模化商用啟動”的關鍵轉折點。冷板式技術的快速普及解決了“有沒有”的問題,而浸沒式技術的成本優(yōu)化與混合架構的創(chuàng)新探索,則在回答“好不好”的命題。隨著產業(yè)鏈成熟度提升,液冷服務器價格正在逼近風冷的“成本臨界點”,預計未來兩年將進入性價比拐點。與此同時,當AI算力需求從“實驗室階段”走向“產業(yè)落地階段”,液冷服務器的應用場景將從互聯(lián)網、金融等高端領域,向智能制造、智慧城市等傳統(tǒng)行業(yè)延伸。這種由技術突破、成本下降與場景擴展形成的“正循環(huán)”,將推動行業(yè)從“政策驅動”向“市場驅動”轉型,而產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的競爭焦點,也將從技術路線之爭轉向綜合解決方案能力的較量。
二、液冷服務器行業(yè)未來趨勢:場景拓展與生態(tài)重構塑造增長新邏輯
1. 應用場景從“高端專屬”向“普惠通用”滲透
液冷服務器的應用邊界正持續(xù)擴展,形成“核心算力場景為主,邊緣與行業(yè)場景為輔”的多點開花格局。在核心算力領域,AI訓練集群、超算中心仍是液冷需求的主力軍,預計未來三年高端AI服務器液冷滲透率將超過80%。邊緣計算場景成為新增長點,5G基站、智慧城市邊緣節(jié)點等對散熱空間有限、能耗敏感的場景,推動液冷技術向小型化、模塊化方向發(fā)展,便攜式液冷單元開始出現(xiàn)。
行業(yè)專用液冷解決方案加速落地。金融行業(yè)對數(shù)據(jù)中心可靠性要求嚴苛,液冷系統(tǒng)與不間斷電源(UPS)的集成方案受到青睞;智能制造領域,液冷服務器與工業(yè)互聯(lián)網邊緣節(jié)點結合,適應工廠高溫、高塵的復雜環(huán)境;新能源領域,液冷技術向儲能電站延伸,與電池熱管理系統(tǒng)協(xié)同設計,提升儲能電站安全性與效率。場景多元化不僅擴大市場空間,更推動液冷技術從“通用方案”向“行業(yè)定制”轉型。
2. 技術標準化與生態(tài)協(xié)同加速產業(yè)成熟
技術標準缺失是制約行業(yè)發(fā)展的關鍵瓶頸,目前不同廠商的液冷接口、冷卻液配方、監(jiān)控協(xié)議存在差異,導致兼容性差、運維成本高。行業(yè)協(xié)會與龍頭企業(yè)正牽頭推動標準化建設,涵蓋液冷系統(tǒng)設計規(guī)范、冷卻液性能指標、能效評估方法等關鍵領域,預計未來兩年將形成統(tǒng)一的行業(yè)標準框架。標準化將降低客戶采購門檻,推動第三方運維服務發(fā)展,加速液冷從“定制化項目”向“標準化產品”升級。
生態(tài)協(xié)同重塑產業(yè)鏈價值分配。芯片廠商開始在處理器設計階段預留液冷接口,服務器主板與液冷模塊協(xié)同開發(fā);冷卻液企業(yè)與系統(tǒng)集成商共建聯(lián)合實驗室,優(yōu)化流體特性與散熱效率;數(shù)據(jù)中心運營商與液冷廠商合作探索“液冷即服務”(LCaaS)模式,通過長期運維合同分攤初始投資。這種跨產業(yè)鏈的深度協(xié)作,正在構建“芯片-服務器-冷卻液-數(shù)據(jù)中心”協(xié)同優(yōu)化的產業(yè)生態(tài),推動液冷從“硬件層面”的技術升級,轉向“全生命周期”的價值創(chuàng)造。
3. 綠色低碳與成本優(yōu)化雙重約束下的技術演進
碳中和目標對液冷技術提出更高要求,冷卻液的環(huán)保性與回收利用成為新焦點。傳統(tǒng)氟化液雖散熱性能優(yōu)異,但存在生物降解性差、成本高等問題,水基冷卻液、植物基礦物油等可再生冷卻液正加速替代。部分企業(yè)研發(fā)“余熱回收”液冷系統(tǒng),將服務器廢熱用于供暖、農業(yè)溫室等場景,實現(xiàn)能源梯級利用,使液冷服務器從“能耗降低者”轉變?yōu)椤澳茉瓷a者”。
成本優(yōu)化貫穿技術演進全過程。冷板式液冷通過微通道設計與材料革新降低單位散熱成本;浸沒式液冷廠商通過規(guī)模化采購降低冷卻液價格,并開發(fā)模塊化設計簡化運維;智能控制系統(tǒng)通過AI算法預測熱負荷,實現(xiàn)動態(tài)流量調節(jié),降低泵組能耗。預計未來三年,液冷服務器的全生命周期成本將與高端風冷基本持平,性價比優(yōu)勢的凸顯將加速行業(yè)普及。
三、液冷服務器行業(yè)挑戰(zhàn)與應對策略
1. 核心挑戰(zhàn):成本、標準與人才三重瓶頸
初始投資高仍是液冷普及的最大障礙,尤其是浸沒式液冷系統(tǒng)的建設成本是風冷的數(shù)倍,導致中小數(shù)據(jù)中心望而卻步。技術標準碎片化加劇市場混亂,客戶擔心廠商鎖定風險,傾向選擇多家供應商方案并存,增加了系統(tǒng)集成難度。專業(yè)人才短缺問題突出,液冷技術涉及流體力學、熱管理、材料科學等多學科知識,既懂技術又懂運維的復合型人才供給不足,制約行業(yè)快速擴張。
2. 應對路徑:政策引導與市場機制協(xié)同發(fā)力
政策層面需從“補貼驅動”轉向“標準引領+市場激勵”,通過制定液冷技術推廣目錄、完善PUE考核體系,引導數(shù)據(jù)中心主動選擇高效散熱方案。產業(yè)鏈層面應加強“政產學研用”協(xié)同創(chuàng)新,高校與企業(yè)共建液冷實驗室,培養(yǎng)專業(yè)技術人才;行業(yè)協(xié)會牽頭建立液冷技術聯(lián)盟,推動接口標準化與數(shù)據(jù)共享。企業(yè)層面需探索創(chuàng)新商業(yè)模式,如“以租代建”降低客戶初始投入,“能效分成”綁定長期收益,通過服務化轉型消化成本壓力。
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