2025年液冷行业分析：AI芯片功耗跃升，混合式液冷方案驱动氟化液需求增长

行业背景：AI芯片功耗激增驱动液冷升级， 冷板+浸没混合方案有望成为主流

液冷技术成为数据中心散热主流解决方案

行业背景1：算力爆发催生热管理革新-液冷成高功耗AI芯片唯一出路。当前AI芯片功耗大幅跃升：英伟达GB200/GB300单芯片功耗突破1000W，已经超出传统风冷技术的极限散热能力。NVIDIA预计2026年推出Rubin系列产品，机柜功耗预计将突破600kW。超高功率密度下，风冷系统散热效率骤降，能 耗成本激增。液冷技术凭借超高热导率成为关键解决方案。

行业背景2：全球数据中心能效要求趋严。 “东数西算”工程八大枢纽节点要求东部地区PUE（电能利用效率）目标不超过1.25，西部地区不超过1.2；智算中心内 液冷机柜数量占比超过50%。欧盟亦在推行PUE强制披露与严控政策（如德国要求2026年及以后投入运营的数据中心 PUE须不超过1.2）。 液冷技术可将PUE降至近1.1，远优于传统风冷（1.4-1.5），是满足政策需求的核心技术路径。

行业背景3：服务器技术演进与架构适配性。 服务器架构向超高集成度演进，NVLink等高速互连技术显著提升了GPU集群连接密度，大幅挤占传统风冷所需的空间。 液冷方案凭借其紧凑性优势，可在高密度布局下实现高效散热，适配新一代AI服务器架构。

单相冷板能力迫近极限，双相方案成演进方向；浸没式规模化渗透尚待时日

冷板式液冷：在液冷服务器市场占主导地位，根据IDC，2024H1国内市场份额超95%。 冷板冷却是将金属冷板与IT设备芯片贴合，管道内部走冷却液直接带走芯片热量，其他部件（20%-30%）仍靠风冷。 优势在于改动较小，可兼容现有服务器设计，特别适用于存量数据中心升级。目前正经历单相冷板式向两相冷板式的技术演进：两相冷却具备散热效率高、高效温度均匀性等，特别适用于高功率密 度的设备散热需求。但系统复杂性和成本显著增加，同时对系统的设计和调试要求也很高。

浸没式液冷：受限于高改造成本、器件表面性能潜在损伤和环保监管风险，目前渗透率低。 单相浸没将设备完全浸入冷却液中，设备发出的热量直接传递给冷却液；双相浸没则利用低沸点冷却介质相变（沸腾/ 冷凝）实现更高散热效率。相较冷板式液冷，浸没式液冷散热能力强，机柜功率密度更高；由于浸没式液冷捕捉100% 热量，不存在风冷组成，数据中心PUE值更低（可低至1.05）。浸没式液冷技术需使用大量冷却液，导致总体成本较高。同时，部分冷却液可能挥发出含全氟烷基物质（PFAS）的蒸 汽，对环境存在潜在污染风险。此外，该系统要求所有设备材料与冷却液兼容，而部分组件（如光纤连接器）在浸没条 件下可能无法正常工作，因此需对现有设备进行改造或选用专用硬件，从而进一步增加了采购与维护成本。

混合式液冷：平衡成本与性能，系统可靠性升级

混合式液冷：平衡成本与性能。 方案概述：液冷板贴于GPU/CPU表面，连同服务器其他电子元件（如硬件、RAM等）浸没到装有介电流体和水的垂直 密封水箱中进行冷却，形成双回路系统。 机房兼容性与部署效率显著提升：与纯浸没式冷却方案相比，混合式液体介质用量大幅降低，且无需依赖高能耗的泵组、 散热器、热交换器、冷凝器及密封蒸发装置等复杂部件，避免了其通常伴随的高功耗、密封要求及大面积占用问题（如 OVHcloud成功在标准尺寸机架中部署48台服务器，体现优异的空间适应性与部署效率）。 可靠性与可维护性：在泄漏影响方面，混合式液冷通过故障域隔离显著提升可靠性，子系统泄漏仅影响单个服务器或者 机柜的局部区域，有效避免系统瘫痪；而单相浸没方案存在单点故障风险，漏液会导致液位下降与元件过热。可维护性 上，混合式支持组件级维护，CPU/GPU可像传统服务器一样热插拔更换，无需处理浸没液体，操作简便。相比之下浸没 式维护更为复杂，需断液、排水、清洗、干燥、再浸没，流程繁琐耗时，对操作要求高。

行业概况：液冷方案选型源于多方协同， 混合式液冷以性价比优势应对功耗激增

液冷产业链：冷却介质的选型是多方合力、共同决策的结果

冷却介质的选型决策并非由单一环节独立决定，而是芯片厂商、服务器厂商/终端用户、液冷方案提供商以及冷却介质生产 商等多方共同参与、博弈与决策的结果。 芯片厂商（如NVIDIA、AMD、Intel）：作为技术风向标的制定者与初始推动者，其芯片产品的功耗与散热要求，直 接决定了冷却系统的设计基准。服务器厂商（如华为、浪潮、中科曙光）及终端用户（如Meta、阿里云、腾讯云）：作为最终的决策与采购方，其选 择主要基于采购规模、综合成本效益等因素。 液冷方案提供商（包括系统集成商如维缔、施耐德，以及部件供应商如台达、英维克）：作为技术实现与方案落地的 关键执行者，负责将芯片的散热需求与用户的选型意愿转化为可实施的技术方案。 冷却介质生产商（如新宙邦、润禾材料、巨化股份）：作为核心液冷介质材料的供应商，专注于材料研发、工艺改进 与产能提升，以响应下游市场的需求。

液冷行业市场规模有望持续增长

液冷行业市场规模有望持续增长：根据QYResearch，2024年全球数据中心用液冷系统市场规模约20.5亿美元，预计2031年 将达到231.8亿美元，2024-2031期间年复合增长率（CAGR）为41.4%。 AI算力需求激增与集群规模化扩张：1）国内：2025年上半年，字节跳动、腾讯、阿里液冷服务器采购量同比飙升240%， 占据国内市场份额的58%；华为CloudMatrix支持432节点级联构建16万卡，腾讯/阿里/百度均规划十万卡级算力池。2）海 外：2025Q2北美四大云厂商（亚马逊、微软、谷歌、Meta）资本开支同比激增64%至958亿美元，重点投入AI数据中心 建设。 金融、电信、能源等传统行业需求接力：政策驱动下（新建数据中心PUE≤1.25），传统行业液冷改造全面启动。国家电 网计划未来三年改造200个液冷数据中心，单项目投资规模超5000万元；中国移动宣布2026年前完成50%核心机房的液冷 化改造。

液冷介质材料投资机会：全氟聚醚有望成为混合式液冷方案的最优介质

不同液冷方案的冷却介质选型

液冷方案中冷却介质的选型是系统设计的核心环节，直接决定了冷却效率、系统可靠性、成本和维护复杂度。核心原则是 在保障安全兼容与所需介电性的前提下，优先选择热性能最佳且总拥有成本最低的介质，以满足特定冷却场景的需求。 水基冷却液：纯水或仅添加一定比例的乙二醇/丙二醇防冻剂，成本低廉。 油类冷却液：包括矿物油/合成油/硅油等，成本较低。具备沸点高不易挥发、不腐蚀金属、环境友好、毒性低等共性， 但存在可燃风险。因其粘度、粘性和易吸湿水等一般不作为冷板式液冷的冷却液。 碳氟化合物：具备良好的电绝缘性、综合传热性能，实现无闪点不可燃且惰性较强，是良好的兼容材料，但成本较高。

冷板式：单相系统以水基冷却液为主，两相系统介质中R134a综合性能佳

单相冷板系统：冷却介质因不直接接触电子元件，对绝缘性要求较低。 水基冷却液：纯水为溶剂，具有良好的传热性能，不需添加任何其他材料或只根据防冻需求添加一定比例的乙二 醇/丙二醇防冻剂。由于添加剂会降低水的热传导性，也存在因挥发而失去性能的问题，使用时需要定期取样监测 冷却液品质。 两相冷板系统：利用冷却液在冷板内部流道中发生相变过程来高效带走热量（液态吸热沸腾变为气态，气态放热冷凝 再变回液态），散热能力远超单相液冷。冷却介质需具备高潜热特性。 六氟丙烯二聚体：GWP值最低，成本适中；但是粘度较高限制流速，长期反酸可能腐蚀铜管。 氢氟醚：沸点可调，精准匹配芯片工作温度；但导热系数最低。 R134a制冷剂：相变吸热效率最高、粘度最低，成本优势显著；但需承担密封系统成本。

全氟聚醚迎来国产替代机遇，新宙邦卡位优势显著

全氟聚醚迎来国产替代机遇：1）3M退出PFAS市场，全氟氨路线同步退出，全氟聚醚（PFPE）成核心替代方案；2）外资主 导格局面临重塑-当前市场依赖索尔维、科慕、大金等外资企业。国产厂商持续突破产能与成本瓶颈，下游替代动力增强。 新宙邦的全氟聚醚产品具备显著的卡位与领先优势。 高技术与生产壁垒：全氟聚醚（PFPE）产品研发周期长、性能提升困难，规模化生产中实现对分子量的精准控制依赖深 厚经验积累（该物质分子量范围宽泛，约500-15000）。公司依托自产原料，保障成本优势、质量稳定与生产平稳。 认证壁垒：产品直接影响数据中心效率与TCO，验证周期长导致客户粘性高、切换成本高。公司产品通过半导体级验证， 强化客户绑定并拓展液冷应用。 含氟液冷介质种类多，壁垒在于方案设计与体系构建：公司打通“技术-工程-市场”闭环，可提供全方案（覆盖氢氟醚、全 氟聚醚、六氟丙烯聚合物）。

报告节选：

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