当前，随着国内人工智能大模型应用的迅速涌现以及国家“双碳战略”和“东数西算”政策的逐步落地，服务器核心计算芯片不断经历着更新迭代。在此背景下，单芯片的功耗已飙升至500~1000W的水平，传统的风冷散热技术已显得力不从心。
同时，GPU和高性能计算服务器等设备的持续发展和功率密度的不断提升，对数据中心的制冷技术提出了高要求。
为了有效平衡能源消耗成本，液冷数据中心作为一种创新的解决方案应运而生。液冷数据中心采用先进的液冷技术，通过液体循环实现高效散热，为高性能计算设备提供了可靠且可持续的冷却方案。液冷数据中心的出现，不仅提升了数据中心的能效水平，也为推动绿色计算发展注入了新的动力。
液冷技术利用冷却液体来替代传统的空气散热。通过直接将液体注入服务器内部，液冷技术利用高效的冷热交换原理，迅速而有效地带走服务器产生的热量，从而大幅提升了服务器的散热效率。
基于液冷服务器构建的数据中心，不仅具备出色的散热性能，还能够实现算力建设和能源消耗成本之间的有效平衡。
与传统的风冷技术相比，液冷解决方案在降低数据中心能耗方面表现出色，可以直接为数据中心节约大量电费支出。
此外，液冷技术还能够提高服务器的使用效率和稳定性，确保数据中心在高负载运行状态下依然能够保持出色的性能表现。
预计到2025年，液冷服务器在数据中心的渗透率将大约维持在20%-30%的范围内。这一增长趋势主要受到高密度服务器和GPU功耗不断增加等需求的推动，同时随着液冷技术的成本逐渐变得可控，其市场接受度也在不断提高。未来传统的风冷技术将逐渐被液冷技术所取代。
市场研究机构IDC的预测数据显示，2023年中国液冷服务器市场规模达到15.1亿美元。而到了2027年，这一市场规模有望增长至89亿美元。在2022年至2027年的期间内，中国液冷服务器市场的年复合增长率预计将高达54.7%。
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液冷服务器行业概览液冷技术通过循环流动的冷却液，高效地带走设备产生的大部分热量，从而显著提升服务器的运行效率和稳定性。由于液冷的高效制冷效果，数据中心在单板、整柜乃至整个机房的送风需求大幅减少，为高功率密度设备的部署创造了有利条件。同时，这也意味着在单位空间内可以容纳更多的ICT设备，进而提高了数据中心的空间利用率，节省了宝贵的土地资源。
与风冷技术相比，液冷在散热效率方面具有明显优势。它能够迅速将设备产生的大量热量带走，确保设备稳定运行，并有效延长设备的使用寿命。液冷技术的这种高效散热方式不仅提升了设备的性能，还在能源消耗方面实现了显著降低。
此外，液冷技术还具备出色的可扩展性和可维护性。随着设备性能的不断提升和功耗的增加，液冷系统可以灵活地调整散热器数量或冷却液循环速度，以满足更高的散热需求。同时，由于液冷系统在设计上相对简洁，使得其维护工作也变得更为便捷。
正是基于这些显著的优势，近年来液冷技术在数据中心、高性能计算机等领域得到了广泛的推广和应用。它不仅提升了这些领域的散热效率，还为节能减排和可持续发展做出了重要贡献。
液冷相对于风冷能显著降低能耗：
资料来源：天翼智库
液冷技术主要可以划分为两大类别：非接触式液冷和接触式液冷。
非接触式液冷以冷板式液冷为代表。在这种方式中，冷却液通过冷板与发热元件间接接触，实现热量的传递。尽管冷板式液冷存在一定的热阻，但其散热效率相较于传统风冷技术仍可实现60%～90%的能耗降低。这使得数据中心的能源使用效率（PUE值）能够降低至约1.2的水平。
此外，冷板式液冷方案因其成熟度高、安装简便、改造成本低廉以及材料兼容性好等优点，成为当前发展速度最快的液冷技术之一。
接触式液冷包括浸没式液冷和喷淋式液冷两种方式。其中，浸没式液冷通过将发热元件完全浸没在冷却液中，实现了散热风扇的完全去除。这种方式具有出色的换热能力和显著的节能效果，能够将数据中心的PUE值降低至1.1甚至更低。
根据三大运营商的液冷推进计划，冷板式和单向浸没式液冷将于2023年完成标准制定，并分别在2023年底前和2024年开展测试验证，2025年开展规模性应用。
液冷服务器市场竞争格局和龙头梳理 从2023年上半年的厂商销售额角度来看，浪潮信息、宁畅和超聚变（华为控股）三大厂商成为市场的领导者。这三家公司共同占据了约七成的市场份额。
此外国内液冷布局主要厂商还包括中科曙光、工业富联、拓维信息、高澜股份、英维克、华为、中兴等。
中国液冷服务器厂商市场份额（2023H1）：
资料来源：IDC
从行业角度来看，2023年上半年中国液冷服务器市场的最大买家互联网厂商出货量占据了总量的54%。未来这些互联网厂商有望继续保持对液冷服务器的强劲采购势头。与此同时，政府、公共事业和教育行业在市场份额上占据次要位置，但同样表现出稳定的增长态势。此外，电信、金融、服务等行业对液冷服务器的部署量也在稳步提升，为液冷服务器市场的发展注入了新的动力。
结语在全球数据中心算力紧缺的背景下，液冷服务器作为一种高效、节能的散热解决方案，有望迎来广阔的发展机遇。随着数据中心规模的不断扩大和算力的持续提升，传统的风冷散热技术已经难以满足高密度、高功耗设备的散热需求。而液冷技术以其出色的散热性能和能效表现，正逐渐成为数据中心散热领域的重要发展方向。
随着技术的不断进步和成本的逐步降低，液冷服务器的应用范围也将进一步扩大。除了数据中心之外，液冷服务器还有望在高性能计算、云计算、人工智能等领域得到广泛应用。这将为液冷服务器市场带来更多的发展机遇和增长动力。
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