晶片散熱革命：液冷技術引領數據中心未來

  中國報告大廳網訊，隨著處理器功率的快速提升，數據中心的散熱需求日益嚴峻。傳統的空氣冷卻技術已無法滿足高密度計算的需求，液冷技術正迅速成為主流解決方案。預計未來兩年內，液冷數據中心的市場份額將從不到1%增長至30%左右。本文將深入探討液冷技術的不同類型及其優缺點，幫助您根據具體應用做出最佳選擇。

  一、浸入式液冷：全面散熱的新選擇

  中國報告大廳發布的《2025-2030年中國晶片行業市場供需及重點企業投資評估研究分析報告》指出，浸入式液冷技術通過將伺服器設備直接浸入液體中來實現散熱。這種方法主要分為單相和雙相兩種類型。

  1. 單相浸入式冷卻

  單相浸入式冷卻使用油性液體吸收設備產生的熱量。加熱後的液體上升至儲罐頂部，通過泵送至熱交換單元進行冷卻，然後返回儲罐。這種方法的優點在於能夠完全消除伺服器的熱量，但缺點也顯而易見。由於油液冷卻速度較慢，僅適用於最大功耗為500瓦的處理器。此外，大型儲罐需要大量基礎設施投資，維護成本高，且存在設備損壞和油液易燃的風險。

  2. 雙相浸入式冷卻

  雙相浸入式冷卻採用低沸點的介電流體，熱量使流體沸騰產生蒸汽，蒸汽通過冷卻水管道冷凝後返回儲罐。這種方法同樣能有效去除100%的熱量，且介電流體對IT設備安全。然而，大型儲罐的維護成本高，設備與介電流體的兼容性要求嚴格，且沸騰過程可能導致設備壽命縮短，需要頻繁過濾和維護。

  二、直接晶片液冷：精準散熱的高效方案

  直接晶片液冷技術通過在CPU或GPU頂部安裝冷板來實現散熱，分為單相和雙相兩種類型。

  1. 單相直接晶片冷卻

  單相直接晶片冷卻使用水或水乙二醇混合物作為冷卻劑。水保持液態，散熱能力取決於水流量。這種方法的優點在於無需大型儲罐，但缺點包括水的腐蝕風險和泄漏可能導致的災難性後果。此外，高流量需求增加了管道和泵的能耗。

  2. 雙相直接晶片冷卻

  雙相直接晶片冷卻使用導熱流體，熱量使流體在低溫下沸騰，吸收熱量並保持晶片恆溫。這種方法無需對數據中心基礎設施進行大幅改動，導熱流體無需過濾或更換，且封閉系統避免了液體泄漏和大氣釋放。然而，液冷僅適用於CPU/GPU散熱，其他組件仍需風冷。

  三、液冷市場的未來展望

  液冷市場預計將從2024年的56.5億美元增長至2034年的484.2億美元。這一巨大增長源於人工智慧工廠和數據中心內部熱量的急劇上升。隨著晶片功率的不斷提升，選擇合適的液冷技術至關重要。數據中心和超大規模計算中心需根據性能、成本、功耗、易用性、可擴展性和可持續性，選擇最適合的冷卻解決方案。

  總結

  液冷技術正迅速成為數據中心散熱的主流選擇。無論是浸入式還是直接晶片式，每種技術都有其獨特的優缺點。隨著晶片功率的不斷提升，確保所選冷卻方案能夠適應未來需求至關重要。數據中心和超大規模計算中心需綜合考慮各種因素，選擇最適合的液冷技術，以應對日益嚴峻的散熱挑戰。

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