2023年度液冷基礎設施市場份額達到61.3%，連續(xù)3年蟬聯行業(yè)榜首，根據《液冷數據中心白皮書》
，曙光數創(chuàng)再次交出亮眼成績單
。
智算快速發(fā)展環(huán)境下
，其實不止曙光數創(chuàng)
，整個行業(yè)的液冷正呈現高速發(fā)展態(tài)勢。
曙光數創(chuàng)副總裁兼CTO張鵬博士在接受采訪時預測：“液冷整體滲透率目前并不高
，不超過10%
，但未來3到5年這個比例將快速提高，有望達到30%甚至40%
?div id="jfovm50" class="index-wrap">！薄吨袊豪鋽祿行氖袌錾疃妊芯繄蟾妗芬诧@示，目前中國液冷數據中心市場快速發(fā)展
，預計到2027年
，液冷市場將以60%的復合增長率，突破千億規(guī)模
。
液冷的兩種主要技術路線——冷板式與浸沒式的發(fā)展趨勢如何，目前挑戰(zhàn)是什么，如何應對等成為行業(yè)熱議話題
。
液冷是高效散熱必需，
真正價值是激活芯片計算潛能
大模型等人工智能快速發(fā)展下，智算產業(yè)迅速拓展
，據中國信通院統(tǒng)計
，截至2023年底，我國智算規(guī)模約69 EFLOPS
，相較于2023年6月的50EFLOPS
，半年時間規(guī)模增加38%，但在推動數據中心產業(yè)的同時
，也給數據中心散熱帶來巨大挑戰(zhàn)
。
GPU芯片功率不斷提升，高密度成為發(fā)展趨勢
。風冷有其制冷極限
，無法滿足服務器及數據中心的散熱要求，而同體積液體帶走的熱量是同體積空氣的3000倍以上
，能夠高效降溫
，保證芯片的安全運行。因此
，
液冷被公認為是算力基礎設施的標配與必然選擇。
在此基礎上，液冷應用的成本不斷降低
。張鵬表示
，
經過測算，當數據中心機架部署密度超過10kW后，冷板式液冷系統(tǒng)的初始投資已經低于風冷
，并且隨著運行時間的增長，TCO（總體擁有成本）優(yōu)勢會更為明顯
。
液冷還能夠促進節(jié)能減碳，其高效率制冷的能力可大幅度減少散熱的電能消耗，讓數據中心實現低PUE
，符合政策要求與綠色化發(fā)展趨勢
。
尤為值得注意的是，液冷能夠激活計算的潛能，這也是其真正價值所在
。張鵬指出，GPU頻率是可變的
，如果制冷能力不足
，為了安全穩(wěn)定的運行，GPU就需要降頻
，而這就影響了計算能力
。換句話說，
散熱能力差束縛了芯片算力的輸出。液冷可高效地解決這一問題
，確保芯片計算能力的全火力輸出?div id="jfovm50" class="index-wrap">！?strong style="background-repeat:no-repeat;">以某國產CPU芯片為例
，風冷條件下2.4GHz的CPU在相變浸沒液冷環(huán)境下主頻可達到3.2GHz，處理速度提升超過30%
！”張鵬說
。
這些均推動了液冷應用的快速發(fā)展
，行業(yè)客戶逐步增多，包括互聯網
、運營商
、金融等，同時
，
相較于改造 ，目前液冷的使用主要以新增的數據中心為主。張鵬表示
，改造面臨很多現實問題
，如維保需要結合數據中心現有情況提供更完善的方案，可靠性需進行綜合考量
；如服務器有著一定的使用年限
，改造投入后，企業(yè)收益能否覆蓋成本
、滿足商業(yè)需要也存在一定疑慮
。
冷板式是當前主流，浸沒式未來將廣泛應用
面向大模型的智算需求
，為釋放芯片算力
，液冷已經成為大趨勢。從目前應用情況來看
，冷板式是液冷主流
。張鵬指出，
目前冷板式在液冷市場約占大概80%到90%，這是因為冷板式的成本更低
，產業(yè)鏈也更為成熟，同時
，冷板式與風冷在運維上差異較小
，使用習慣一致，市場接受程度更高
。
與之相對應的
，浸沒式的運維邏輯不同，比如風冷中沒有換液等運維步驟
，考慮到浸沒式的成本與后續(xù)運維
，張鵬直言，目前小型數據中心不推薦上浸沒式
，大型數據中心可以承擔較多的成本壓力
，還可配置專門的液冷運維操作間，更適宜使用浸沒式
。
不過這并不代表浸沒式“止步于此”
，
伴隨著芯片功率的提升，冷卻效率還要進一步提升，這將推動浸沒式 ，準確地說是加快相變浸沒式的廣泛應用
。
據了解，國內CPU芯片功率已經達到400W
，而英偉達2024年3月最新推出的B200芯片相比H100雖然算力能源效率提升了約25倍，但芯片功耗也將超過1000W
。張鵬表示
，
相變浸沒式的冷卻效率要高于冷板式與單相浸沒式，更適合高功率的芯片散熱需求 ，或是終極液冷出路
。
不僅如此，相較于冷板式
，浸沒式還有多項優(yōu)勢
。如
浸沒式是一站式解決方案，可靠性高 ，對環(huán)境的依賴性小
，能夠很好的防潮防塵。同時
，在服務器更新的時候
，強耦合的冷板式也會被替換，浸沒式則只需要替換冷媒
，這使得在成本方面浸沒式也會逐步顯示出優(yōu)勢
。
浸沒式應用推廣面臨多項挑戰(zhàn)，需要從技術 、生產等方面優(yōu)化
技術的大規(guī)模應用轉化需要成熟的技術與產業(yè)鏈的支撐
，液冷同樣如此。
具體來看
，
冷板式在技術上已經實現了多項突破，目前面臨的挑戰(zhàn)主要是產業(yè)鏈方面的，包括如何推動產品的成熟
，更好的降本增效
，提升可靠性等，這意味著整個行業(yè)的發(fā)展
，也是挑戰(zhàn)
。
浸沒式則處于技術創(chuàng)新突破的時期，其技術門檻極高，目前依舊有多項技術問題沒有解決，且并非短時間內就可以解決。
這點從曙光數創(chuàng)的發(fā)展便能體現出來，自2011年提出液冷技術路線并啟動相關技術研究，到2017年浸沒式液冷才對外應用，曙光數創(chuàng)歷經6年才實現了浸沒技術的商用化，這其中有多項關鍵技術的突破
。
以浸沒冷媒為例
，經過長期自主研發(fā)，
曙光浸沒相變液冷計算機所使用的冷媒——電子氟化液已經迭代到第三代，實現了諸多創(chuàng)新，具有高絕緣、低沸點、大潛熱、穩(wěn)定性高、低粘度、安全性、以及環(huán)境友好（無臭氧破壞、溫室效應低）等特性，可支持浸沒相變液冷系統(tǒng)生命周期內可靠穩(wěn)定運行。
也正是依托技術上的長期研發(fā)突破，曙光數創(chuàng)的相變浸沒液冷才能夠不斷應用推廣 ，成為目前國內唯一實現全浸式液體相變冷卻大規(guī)模商業(yè)化部署的企業(yè)
，在重慶和多個東部一二線城市均有相變浸沒式數據中心的建設實踐。
面對未來更高功率的散熱要求
，針對不同產業(yè)的差異化需求
，
浸沒式技術還要進行更深入的發(fā)展，需要企業(yè)從多方面來進行優(yōu)化。
首先，需要大量的研發(fā)投入。以曙光數創(chuàng)為例
，其以技術為導向
，持續(xù)研發(fā)投入，根據財報來看
，2023年研發(fā)投入共計6825.33萬元
，2024年第一季度研發(fā)費用總額超1440萬元，相較于2023年第一季度同比增長超過4%
。通過大量的研發(fā)投入
，曙光數創(chuàng)有效優(yōu)化了液冷散熱技術，實現了高效可靠的全棧基礎設施解決方案全場景覆蓋
。截至2023年末
，曙光數創(chuàng)擁有已授權相關專利135項，包含發(fā)明專利38項
，軟著45項
，其中與液冷相關的專利104項，軟著27項
，在審發(fā)明專利31項
。
其次，需要為生產做好準備
。如曙光數創(chuàng)在山東青島建設了目前我國規(guī)模最大的液冷數據中心全鏈條產業(yè)創(chuàng)新基地
，且已正式投產。該基地囊括研發(fā)
、生產和保障三大功能區(qū)，擁有七大研發(fā)創(chuàng)新實驗室和四條先進生產線
，實現專業(yè)的全鏈條
、一站式系統(tǒng)解決方案的創(chuàng)新研發(fā)和生產，能夠有效降本增效
，提升交付能力
，提高保密性，推動生產發(fā)展
。
最后，需要時刻跟隨客戶需求。不同的企業(yè)在應用液冷的過程中有差異化需求
，如金融業(yè)對安全性的高要求
，要求液冷廠商能夠依托自身技術與產品持續(xù)優(yōu)化發(fā)展，以更契合客戶的發(fā)展需要
，促進算力的有效供給
。
綜合來看，液冷是智算快速發(fā)展趨勢下散熱的標配與必需品
，能夠有效釋放芯片的計算能力
，并且伴隨芯片功率的持續(xù)提升，液冷未來的發(fā)展方向是浸沒式
，但浸沒式目前在技術與產業(yè)發(fā)展上依舊存在諸多挑戰(zhàn)
，需要圍繞客戶需求，加大研發(fā)投入
，完善產業(yè)鏈做好生產準備
，最終滿足不同客戶對液冷的差異化需求，推動算力建設，加快智能化
、
數字化發(fā)
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