芯片散热革命：液冷技术引领数据中心未来

  中国报告大厅网讯，随着处理器功率的快速提升，数据中心的散热需求日益严峻。传统的空气冷却技术已无法满足高密度计算的需求，液冷技术正迅速成为主流解决方案。预计未来两年内，液冷数据中心的市场份额将从不到1%增长至30%左右。本文将深入探讨液冷技术的不同类型及其优缺点，帮助您根据具体应用做出最佳选择。

  一、浸入式液冷：全面散热的新选择

  中国报告大厅发布的《2025-2030年中国芯片行业市场供需及重点企业投资评估研究分析报告》指出，浸入式液冷技术通过将服务器设备直接浸入液体中来实现散热。这种方法主要分为单相和双相两种类型。

  1. 单相浸入式冷却

  单相浸入式冷却使用油性液体吸收设备产生的热量。加热后的液体上升至储罐顶部，通过泵送至热交换单元进行冷却，然后返回储罐。这种方法的优点在于能够完全消除服务器的热量，但缺点也显而易见。由于油液冷却速度较慢，仅适用于最大功耗为500瓦的处理器。此外，大型储罐需要大量基础设施投资，维护成本高，且存在设备损坏和油液易燃的风险。

  2. 双相浸入式冷却

  双相浸入式冷却采用低沸点的介电流体，热量使流体沸腾产生蒸汽，蒸汽通过冷却水管道冷凝后返回储罐。这种方法同样能有效去除100%的热量，且介电流体对IT设备安全。然而，大型储罐的维护成本高，设备与介电流体的兼容性要求严格，且沸腾过程可能导致设备寿命缩短，需要频繁过滤和维护。

  二、直接芯片液冷：精准散热的高效方案

  直接芯片液冷技术通过在CPU或GPU顶部安装冷板来实现散热，分为单相和双相两种类型。

  1. 单相直接芯片冷却

  单相直接芯片冷却使用水或水乙二醇混合物作为冷却剂。水保持液态，散热能力取决于水流量。这种方法的优点在于无需大型储罐，但缺点包括水的腐蚀风险和泄漏可能导致的灾难性后果。此外，高流量需求增加了管道和泵的能耗。

  2. 双相直接芯片冷却

  双相直接芯片冷却使用导热流体，热量使流体在低温下沸腾，吸收热量并保持芯片恒温。这种方法无需对数据中心基础设施进行大幅改动，导热流体无需过滤或更换，且封闭系统避免了液体泄漏和大气释放。然而，液冷仅适用于CPU/GPU散热，其他组件仍需风冷。

  三、液冷市场的未来展望

  液冷市场预计将从2024年的56.5亿美元增长至2034年的484.2亿美元。这一巨大增长源于人工智能工厂和数据中心内部热量的急剧上升。随着芯片功率的不断提升，选择合适的液冷技术至关重要。数据中心和超大规模计算中心需根据性能、成本、功耗、易用性、可扩展性和可持续性，选择最适合的冷却解决方案。

  总结

  液冷技术正迅速成为数据中心散热的主流选择。无论是浸入式还是直接芯片式，每种技术都有其独特的优缺点。随着芯片功率的不断提升，确保所选冷却方案能够适应未来需求至关重要。数据中心和超大规模计算中心需综合考虑各种因素，选择最适合的液冷技术，以应对日益严峻的散热挑战。

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