●燕春晖

美国《化学与工程新闻》杂志近期报道称，随着人工智能（AI）与加密货币等高性能应用的快速发展，数据中心正面临日益严峻的散热压力，传统风冷技术已逐渐逼近物理极限。在这一背景下，液冷技术凭借更高的散热效率和能耗优化潜力，成为新一代冷却解决方案的主流方向。市场研究机构Dell’Oro Group数据显示，目前液冷系统年销售额约20亿美元，预计到2030年将增长至70亿美元。

数据中心约40%的能耗用于冷却，传统风冷所依赖的蒸发冷却塔不仅耗电，而且需要消耗大量水资源。国际能源署（IEA）统计表明，在爱尔兰等集中区域，数据中心电力消耗占比已高达17%，2026年可能进一步升至30%，冷却技术升级迫在眉睫。而当前AI服务器的单机架功率已超过140千瓦，远超风冷技术的承载能力。

目前液冷技术主要有3类，包括冷板冷却、单相浸没冷却和双相浸没冷却。其中冷板冷却通过在芯片表面加装金属冷板，借助内部循环的冷却液（通常为水与丙二醇或聚乙二醇的混合液）将热量带出，经外部散热后循环使用，单机架冷却能力可达75千瓦。微软与WSP Global公司的研究显示，该技术可降低15%的能耗和31%的水耗。冷板冷却目前占液冷市场80%~90%的份额。

单相浸没冷却采用碳氢化合物类的绝缘介电流体（如聚α-烯烃），服务器完全浸没在液体中，热量由流体吸收并经冷却系统排出后回流，单机架散热能力可达到200千瓦。该技术可降低15%的能耗与45%的用水，具备温度稳定、无风扇噪声、防尘等优势。

双相浸没冷却使用沸点约50摄氏度的氟化液，发热使液体汽化，蒸汽经冷凝还原为液体，利用相变潜热实现高效冷却，散热性能优于单相浸没冷却，可实现20%的能耗降低和48%的节水效果，是目前能效最高的液冷方案。但氟化液存在潜在的环境争议，且需专用浸没槽和兼容元件，改造成本较高。

针对不同液冷路径，能源化工企业已开发多种专用流体，重点关注绝缘性、热稳定性和环保性。例如，埃克森美孚基于聚α-烯烃推出高闪点冷却液；壳牌则通过气制液技术生产出获英特尔认证的流体。科慕公司（Chemours）开发的氢氟烯烃（HFO）类氟化液Opton 2P50，沸点适配服务器运行温度，已与NTT数据集团等开展测试。

浸没式液冷为应对数据中心的高热密度提供了有效路径。冷板冷却因兼容性强占据当前市场主流，但随着机架功率持续上升，浸没式液冷优势逐渐凸显——单相浸没已在加密货币领域应用多年，可实现低温超频运行；双相浸没则因优异的能效表现，有望成为超高功率场景的重要选项。据Dell’Oro Group预测，双相冷板可能早于双相浸没实现规模化应用，但长远来看，双相浸没或将成为超高性能数据中心的必然选择。