数据中心及AI服务器液冷冷却液行业分析框架.pdf

数据中心及AI服务器液冷冷却液行业分析框架。随着数算中心规模、功率不断提升，高效冷却技术快速发展，液冷主要解决高能耗、高发热难题。据《智算中心液冷产业全景研究报告》，2024年我国算力中心总耗电量达1660亿kWh，占全社会总用电量的1.68%。2020年国家工信部公布《全国数据中心应用发展指引（2020）》，全国在用超大型数据中心平均PUE达1.46，大型数据中心平均PUE为1.55；2023年4月，财政部、生态环境部、工信部联合印发《绿色数据中心政府采购需求标准（试行）》中提出，2023年6月起，数据中心电能比不高于1.4,2025年起数据中心电能比不高于1.3；数据中心大量能耗主要为热能，降低PUE可由液冷技术驱动。此外，根据实验数据，当芯片功率超过300W时，传统风冷系统散热能力便已失效，芯片热失控风险急剧升高。液冷技术利用液体比热容高于空气的优势，实现对芯片精准散热。

主流液冷技术为冷板式与浸没式，冷板式液冷由于技术方案相对成熟，是目前主要的液冷应用方案。液冷具有换热效率高、节能、减少噪音等多重优势，按照冷却液与服务器接触方式不同，可分为间接冷却与直接冷却，间接冷却一般为冷板式，直接冷却包括浸没式和喷淋式。其中冷板式与浸没式按照冷却液介质是否发生相变又可分为单相与双相。冷板式液冷技术方案相对成熟，不需要对数据中心机房进行大规模改造，但解热能力上限仍不如浸没式液冷；浸没式液冷冷却液介质需直接与设备接触，专用机柜对于管路要求高，维护复杂，冷却液介质如氟化液售价高昂且使用量较大，整体运维成本较高，但浸没式液冷解热能力更高且噪音最小。

不同基质的冷却液一般用于不同场景，水基冷却液一般用于单相冷板式液冷，制冷剂可用于双相冷板式液冷；油基冷却液与含氟冷却液可用于单相或多相浸没式液冷。冷板式液冷不直接与设备接触，水基冷却液具有高比热容、低成本等优点，但存在易滋生藻类、细菌等问题；油基冷却液绝缘性好，具备成本较低等优势，但存在黏度大、阻力大、影响信号传输等问题；含氟冷却液主要包括全氟聚醚、全氟胺、氢氟醚、全氟烯烃等，含氟冷却液流动性好、毒性低、绝缘性好，但售价相对较高。

冷却液市场空间测算：根据SemiAnalysis预测，2028年全球新增AI数据中心装机量将达59GW，预期或将催生出约8.9万吨冷却液需求；传统服务器新增装机量或将带来1.9万吨冷却液需求。