在当今时代，云计算、人工智能、大数据等新一代信息技术以前所未有的速度迭代更新，传统产业与新兴技术深度融合，数字经济呈现出蓬勃发展的繁荣景象。算力基础设施作为各行业信息系统运行的算力支撑，已然成为经济社会稳定运行的关键基石，在数字经济发展进程中发挥着不可替代的重要作用。
数据中心功耗受关注，绿色技术外溢
数据中心作为算力资源的实体承载，在“双碳”目标的指引下，其功耗问题引起了社会各界的广泛关注。数据中心领域所应用的一系列新一代绿色技术，如高压直流、预制化、液冷、自然冷却等，正逐渐向整个算力基础设施领域扩散，为行业的绿色发展注入新动力。
目前，数据中心制冷主要依赖间接蒸发冷却和氟泵空调。然而，随着单机柜功率的持续攀升，传统风冷系统在散热方面的局限性日益凸显，难以满足日益增长的散热需求。与此同时，更加节能高效的散热技术方案正逐步推广，液冷技术凭借其独特的优势，成为未来重要的制冷技术方向之一。
数据中心节能需求激增，单机柜功率攀升
云计算和大数据业务的迅猛发展，推动数据量呈爆发式增长。大量的计算需求对数据中心的单体规模和服务器承载算力提出了更高要求，单机柜功率密度也随之不断提升。
根据Colocation America发布的数据，2020年全球数据中心单机柜平均功率达到16.5kW，相较于2008年增长了175%。赛迪顾问预测，随着数据中心算力的飞速提升，高功率单机柜将迅速普及，预计到2025年，全球数据中心单机柜平均功率有望达到25kW。
单机柜功率的不断提升，使得传统风冷系统逐渐力不从心，更加节能高效的散热技术方案应运而生。从早期的封闭冷/热通道、机柜循环制冷、热风抽取冷却，到背板热交换、间接蒸发冷却，再到液冷方案中的喷淋液冷、冷板液冷以及浸没液冷，数据中心散热技术不断推陈出新。
中国电子节能技术协会秘书长吕天文曾表示：“无论是从政策导向、市场需求还是技术成熟度来看，数据中心都已步入‘液冷时代’。”
以Intel服务器方案为例，顶配2U服务器配备8个350W CPU时，仍可采用风冷散热，但当CPU功率达到400W时，就必须采用液冷解决方案。不过，在实际应用中，还需综合考虑TDP转换率以及液冷门槛值等指标。
目前，液冷服务器主要应用于以CPU为主的计算型服务器。对于采用专用TPU、GPU及AI芯片等进行异构计算的场景，由于散热需求标准相对较低，液冷技术的优势不明显；对于存储和网络型服务器、路由器及交换机等设备，采用液冷技术的效益也不大。
液冷技术大规模应用面临挑战，需整体规划
液冷技术根据液体冷媒与发热源的接触方式，可分为冷板式（间接接触）、喷淋式（直接接触）、浸没式（直接接触）三类。其中，浸没式液冷以其高能效、高密度、高可用和高可靠等特性，成为主流发展趋势。
浸没式液冷是将服务器完全浸没在制冷液中，能够100%捕捉并传导热量，可分为单相浸没液冷技术和相变浸没液冷技术。然而，直接液冷技术通常需要全新的数据中心设计方案，对IT设备进行特殊定制和设计，成本较高，大规模应用仍面临一定困难。
喷淋式液冷在降温过程中，冷却介质遇到高温电子部件时会出现飘溢问题，影响机房及设备环境。
冷板式液冷是间接液冷技术的典型代表，主要应用于高密度数据中心领域，技术发展较为成熟，是目前应用最广泛的液冷散热方案。但冷板液冷在应用阶段仍存在两大问题：一是成本相较于风冷仍然较高；二是存在漏液风险。
目前，各互联网大厂在应用层面都有一定规模的液冷服务器使用，但从出货量来看，仍以风冷服务器为主。
阿里自2016年起开始大规模尝试部署液冷技术，围绕浸没式液冷深入布局。经过对处理器定制、服务器硬件兼容性、电气信号完整性等方面的一系列优化，于2018年建成首个互联网液冷数据中心，2020年投产首个5A级绿色液冷数据中心。不过，考虑到浸没式液冷定制化程度高、成本高，其大规模应用相对滞后。
百度在2021年针对冷板液冷发布了《天蝎4.0液冷整机柜开放标准》，积极推动冷板液冷方案的实施。
京东的整机柜液冷技术在2021年“双11”机房中大规模投入使用。该技术可实现芯片级液体直接冷却，将室外冷源（水或氟化物）直接注入服务器主板芯片进行冷却，实现系统去冷机化。
推广液冷技术应用恰逢其时
如今，液冷技术日益成熟，众多成功案例不断涌现，芯片功耗不断提高，国家对PUE指标的要求愈发严格，推广液冷技术应用落地正当时。
液冷服务器生态已初步形成，大多以间接冷板为主。目前，国内液冷服务器厂商主要有海悟、华为、曙光、神威蓝光、浪潮等，海外厂商包括戴尔、惠普、思科、SGI、BULL、Cray、超微、Nortech（浪潮合作）、Iceotop等。
浸没式液冷由于对服务器主板等技术有革新需求，且下游厂商机房业务部署存在差异，其规模化发展仍需时日。需要关注的关键节点包括：大规模应用导致GPU功耗上升，或异构架构下算力快速增长对液冷提出新需求；在需求推动下，互联网大厂的服务器迭代周期以及新的功耗体系下液冷方案的规模成本达到可大规模应用的水平。
在“东数西算”和“双碳”目标的引领下，数据中心领域以绿色节能为核心，催生了新的需求，推动了散热、制冷、节能技术的发展，有望进一步形成新的产业链。绿色发展机遇已然显现，但数据中心“绿色化”并非单个企业的孤立行动，而是整个生态系统的协同孵化。
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