液冷服务器：中国市场崛起的“散热王者

一、液冷服务器市场崛起之势

（一）AI 浪潮下的算力刚需

近年来，AI 技术呈爆发式发展，人工智能应用场景不断拓展，像大模型训练、深度学习等对算力的需求激增。据相关数据显示，智能算力规模占比正呈现出爆发式增长态势。然而，随着芯片热功率持续攀升，传统风冷散热方式已逐渐难以满足高密度数据中心的散热需求。

液冷服务器凭借其显著优势，正逐渐成为行业发展的新趋势。相较于风冷，液冷技术从根本上改善了主设备的散热形式，更能满足高密机柜、芯片级精确制冷的需求。液体传导热能的效果是空气的 25 倍，同体积液体带走热量更是同体积空气的近 3000 倍，这使得液冷服务器具备高效散热的能力，能有效提升服务器的使用效率和稳定性，即使服务器遇到突发操作，运行功率激增也不会引起 CPU 内部温度大幅升高，保障 CPU 在一定范围内进行超频工作而不会出现过热故障。

同时，液冷服务器还具有节能降耗的优势，其约比风冷系统节省电量 30%-50%，可以将数据中心 PUE（电能利用效率）降到更低水平，满足绿色数据中心的要求。而且在相同散热条件下，液冷系统所使用的泵和冷却液系统与传统的空调系统相比噪声更小，可达到 “静音机房” 的效果，在助力实现数据中心节能、降噪的同时，也能提高数据中心单位空间的服务器密度，大幅提升数据中心的运算效率。

（二）政策助力市场发展

我国为推动数据中心绿色低碳发展，出台了诸多相关政策。例如《信息通信行业绿色低碳发展行动计划（2022-2025 年）》，明确要求到 2025 年，全国新建大型和超大型数据中心的 PUE 降至 1.3 以下，改建核心机房的 PUE 降至 1.5 以下，这使得数据中心不得不寻求更高效节能的散热方式，液冷服务器自然成为重点关注对象。

此外，三大运营商中国移动、中国电信、中国联通也在积极助力液冷服务器市场的发展。在第 31 届中国国际信息通信展览会上，三家基础电信运营企业邀请液冷产业链的相关代表企业共同面向业界发布了《电信运营商液冷技术白皮书》。《白皮书》提出了三年发展愿景，三大运营商将于 2023 年开展技术验证；2024 年开展规模测试，新建数据中心项目 10% 规模试点应用液冷技术，推进产业生态成熟，降低全生命周期成本；2025 年开展规模应用，50% 以上数据中心项目应用液冷技术，共同推进形成标准统一、生态完善、成本最优、规模应用的高质量发展格局，电信行业力争成为液冷技术的引领者、产业链的领航者、推广应用的领先者。

从国家层面到行业巨头，这些政策及规划都为液冷服务器市场规模的不断扩大起到了积极的推动作用，也让液冷服务器在市场中迎来了更广阔的发展空间。

二、中国液冷服务器市场规模现状

（一）市场规模持续扩大

近年来，中国液冷服务器市场呈现出蓬勃发展的态势，规模持续扩大。据国际数据公司（IDC）发布的《中国半年度液冷服务器市场（2024 上半年）跟踪》报告显示，2024 年上半年，中国液冷服务器市场规模达到了 12.6 亿美元，与 2023 年同期相比增长了 98.3%，出货量同比增长 81.8%，预计 2024 年全年出货量将突破 23 万台。并且，液冷服务器市场将继续保持高速增长，预计 2023-2028 年，中国液冷服务器年复合增长率将达 47.6%，市场规模有望在 2028 年达到 102 亿美元。

这样迅猛的增长并非偶然，在数字经济、双碳战略、人工智能等多因素的驱动下，部分行业用户率先意识到液冷服务器的优势，对其需求出现井喷式增长。同时，液冷相关厂商也积极布局、快速行动，从技术研发到产品推广等各环节发力，共同带动了中国液冷市场的持续增长。而且，当前市场中冷板式液冷占据着绝对的领导地位，虽然冷板式液冷和浸没式液冷均实现高速增长，但冷板式液冷占据市场 95% 以上的份额，因其技术相对成熟、操作性强、改造维护小、成本优势明显等特征，成为当下甚至未来市场的主流选择。

（二）TOP3 厂商占据七成份额

在 2024 上半年的液冷服务器市场中，占比前三的厂商分别是浪潮信息、超聚变和宁畅，它们凭借各自的优势，占据了约七成的市场份额。

浪潮信息在液冷服务器领域有着深厚的积累与布局，早在 2022 年就将 “All in 液冷” 纳入公司发展战略。技术方面，首创了液环式真空 CDU，彻底杜绝了漏液隐患，还创新研发了低流阻冷板等；目前已拥有 500 多项液冷技术领域核心专利，参与制定与发布 10 余项冷板式液冷、浸没式液冷相关设计技术标准，牵头编制并发布国内首批冷板式液冷核心部件团体标准。产品层面，实现通用服务器、高密度服务器、整机柜服务器、AI 服务器四大系列全线产品均支持冷板式液冷，并持续进行全液冷机柜、机柜式冷量分配单元等创新；在系统方案层面，能提供液冷数据中心全生命周期整体解决方案。凭借这些优势，浪潮信息以超过 50% 的份额稳居市场第一。

超聚变作为行业内积极布局的企业，其超聚变液冷服务器有着诸多亮点。超聚变液冷技术是一种利用液体作为冷却介质，通过热交换器将服务器内部的热量传递到外部环境的技术，相比传统风冷服务器，散热效率更高、噪音更低、空间利用率更高。例如其推出的 FusionPoD for AI 新一代全液冷整机柜 GPU 服务器，历经多次迭代，具备诸多创新设计，如首创电、网、液三总线盲插设计，节点正面插入可同时解决供电、散热、联网三大需求，还支持无人化机器人自动运维；机柜后门近端换热，简化了数据中心机房侧的制冷系统等，在全国已经实现了超 7 万节点的规模商用，在市场上赢得了较高的份额。

宁畅同样在液冷服务器领域展现出较强的竞争力，有着完善的业务布局和产品体系，能够针对不同客户的需求，提供定制化的液冷服务器解决方案，满足多样化的应用场景，在保障服务器高性能运行的同时，实现高效散热和节能降耗，也因此在市场中占据了一席之地。

这些传统服务器厂商原本在风冷解决方案中就占有较高份额，所以在液冷服务器的生产和销售布局上起步较早，更易获得用户的青睐，从而能够在激烈的市场竞争中脱颖而出，占据较大的市场份额。

（三）不同行业的应用情况

从行业应用角度来看，液冷服务器在多个行业都有着广泛的应用，且各行业呈现出不同的需求特点与应用趋势。

互联网行业无疑是液冷服务器市场的最大买家，在 2024 上半年占整体市场超 60% 的份额，其中云服务提供商（CSP）对于加速建设大集群的液冷数据中心表现得尤为积极。互联网公司通常运行着大量数据中心，用于处理海量数据和提供各种在线服务，对高性能服务器依赖度极高，而服务器的高密度运行带来了严峻的散热挑战。液冷技术凭借其高效率和低能耗的特点，正好契合互联网企业优化数据中心运行的需求，成为其理想选择。

电信运营商也在积极探索液冷技术，逐步落实去年发布的《电信运营商液冷技术白皮书》3 年行动计划，积极探索基础设施解耦方案，对液冷数据中心的建设保持较快的增长速度，是未来液冷服务器需求的主要来源之一。电信运营商需要处理大量网络流量并提供不间断的服务，对数据中心的可靠性和能效要求颇高，液冷服务器能够助力其打造更加稳定、高效且绿色的数据中心。

金融行业同样是液冷服务器的重要应用领域，随着对数据安全要求的不断提高以及人工智能等新技术的应用带来的数据中心整体功耗攀升，节能减排压力增大，金融行业早在 2019 年就开启了液冷数据中心的试点，并计划在今年扩建现有的液冷数据中心，积极探索适合自身业务特点的液冷解决方案，以保障业务的稳定运行并降低运营成本。

除此之外，服务、制造和公共事业等行业也都看到了液冷服务器的优势，纷纷开始尝试引入液冷技术，探索适合自己的液冷解决方案，以提升数据处理能力、优化数据中心性能、降低运营成本，满足自身业务数字化转型过程中对算力及散热等方面的需求。可以说，各行业都在积极拥抱液冷服务器这一新技术，推动其在更多场景下的应用与发展。

三、液冷服务器的技术特点与优势

（一）主流的液冷技术类型

液冷服务器所运用的液冷技术类型多样，目前主要有冷板式、浸没式、喷淋式等。

冷板式液冷属于非接触式液冷，其工作原理是把服务器发热元件，比如 CPU、GPU、内存等高发热部件贴近液冷板，液冷板通常是由铜铝等导热金属构成的封闭腔体，冷却液在液冷板内流动，带走发热元件的热量，且冷却液不与发热源直接接触。冷却液多采用去离子水、乙二醇溶液、丙二醇溶液等。冷板式液冷系统主要由冷却塔、CDU、一次侧及二次侧液冷管路、冷却液、液冷机柜组成，液冷机柜内还包含液冷板、设备内液冷管路、流体连接器、分液器等。冷板式液冷在行业内有着 10 年以上的研究积累，技术相对成熟，相比传统风冷散热技术可实现 60% - 90% 的能耗降低，并且兼容现有硬件架构，对当前机房配套和服务器改造难度和成本较小。不过，冷板式液冷只是对高发热器件实现液体冷却，对于像主板、电源等低发热元件，仍需要增设风冷单元进行散热，无法实现 100% 的液冷散热。像 IBM、谷歌、华为、浪潮信息、联想、中科曙光、中兴通讯等都是提供此技术的典型厂商，例如 IBM 在其 Power 575 的处理器上应用铜水冷板方案；浪潮信息已实现通用服务器、高密度服务器、整机柜服务器、AI 服务器四大系列全线产品均支持冷板式液冷。

浸没式液冷属于直接液冷，是将整个服务器或其组件直接浸没在冷却液中，液体与发热源直接接触，通过液体升温或相变带走服务器中所有发热元件的热量，冷却液多采用矿物油、硅油、氟化液等不导电、非腐蚀性液体。其中浸没式液冷根据冷却液在浸没腔体中形态的不同，还可进一步分为单相浸没式液冷和双相浸没式液冷两种。在单相浸没式液冷中，冷却液在热量传递过程中仅发生温度变化，不存在相态转变仍保持液体状态，其系统原理是将服务器直接浸没在冷却液中，冷却液吸收服务器产生的热量后由浸没腔体顶部出口流回 CDU，通过 CDU 内部的板式换热器将吸收的热量传递给一次侧冷却液，再通过外部冷却装置（如冷却塔）将热量排放到大气环境中。

喷淋式液冷则是在机箱顶部储液和开孔，让冷却液对发热体进行喷淋，达到设备冷却的目的，不过目前这种方式在国内外投入实践应用的相对较少。

当前冷板式液冷在市场中占据主导地位，这主要是因为其价格相较于其他液冷方式较低，对于已有服务器进行改装时更具可操作性，而且对服务器本身的要求也相对较低，能够在满足散热需求的同时，更好地适配大多数数据中心现有的条件和预算，所以深受市场青睐。

（二）相较于风冷的优势

液冷服务器对比传统风冷服务器，在多个方面展现出了显著的优势。

首先是散热效率方面，液体传导热能的效果是空气的 25 倍，同体积液体带走热量更是同体积空气的近 3000 倍。液冷技术可以直接将液体导向热源带走热量，不需要像风冷那样间接通过空气制冷，能有效抑制 CPU 等元件内部温度的瞬间提升，不仅能让服务器在遇到突发操作、运行功率激增时也不会引起 CPU 内部温度大幅升高，保障 CPU 在一定范围内进行超频工作而不会出现过热故障，还能大大减少机房回流导致的局部热点，提高服务器集成度以及部署的密集程度。

在耗电量上，液冷系统相较于风冷系统优势明显。风冷系统中压缩机、风机等高耗电器件在液冷系统里是不需要的，液冷仅需水泵、传感器等少量耗电器件，所以能耗能得到大幅降低，约比风冷系统节省电量 30% - 50%，可以将数据中心 PUE（电能利用效率）降到更低水平，满足绿色数据中心的要求。例如市面上某款液冷服务器，在 CPU 芯片和内存上安装了固定水冷板以解决服务器核心部件散热问题，与风冷相比，该服务器 CPU 满载工作时的核温降低了 20℃，整机能耗降低了 5%。

噪音污染方面，风冷服务器依靠风扇转动来散热，不可避免地会产生较大的噪音，而液冷系统所使用的泵和冷却液系统与传统的空调系统相比噪声更小，基本可达到 “静音机房” 的效果，能为机房工作人员营造一个相对安静的工作环境，同时也避免了因噪音问题对周边环境造成干扰。

从对数据中心 PUE 值的影响来看，电力在数据中心的能源消耗只有小部分是供给 IT 负荷，绝大部分都来自散热负荷，散热能耗远高于 IT 设备能耗本身，而液冷服务器通过削减散热系统的消耗，可以大大降低整个数据中心的能源消耗，进而极大降低 PUE 值，更符合当下对于数据中心绿色低碳发展的要求，助力打造绿色节能的数据中心。

四、液冷服务器市场面临的挑战与机遇

（一）制约发展的因素

尽管液冷服务器市场呈现出良好的发展态势，但也面临着一些制约其进一步发展的因素。

首先，成本较高是一大挑战。液冷服务器需要配备专业的液体冷却设备，相较于传统风冷服务器，无论是初期的采购成本，还是后续的改造成本都明显偏高。例如，液冷系统中的冷却液需要定期更换，相关的冷却管道、泵等设备也需要专业的维护保养，这些都增加了运营成本。而且对于一些已建成的数据中心来说，如果要进行风冷改液冷的改造，涉及到机房布局调整、服务器适配等多方面，需要投入大量资金，这使得部分企业在选择时有所顾虑。

其次，行业标准不统一的问题较为突出。目前，液冷服务器在冷板设计、冷却液的选用、冷却系统的接口规范等方面缺乏统一标准，不同厂商的产品之间兼容性较差。这不仅给用户在选择和集成液冷方案时带来了困扰，也不利于整个产业的规模化发展，使得产业链上下游的协同合作存在诸多障碍。

再者，冷板批量化生产难度较大。冷板作为液冷服务器的关键部件，其生产工艺要求高，要保证良好的导热性能、密封性以及与服务器各发热元件的适配性等。但目前在批量化生产过程中，良品率的提升还面临一定困难，这也在一定程度上限制了液冷服务器产能的快速提升以及成本的有效降低，阻碍了市场的进一步拓展。

（二）未来发展机遇

随着科技的不断进步，液冷服务器市场也迎来了诸多发展机遇。

一方面，AI 大模型的蓬勃发展以及高端 GPU 功耗的持续提升，对服务器的散热能力提出了更高要求。大模型训练往往需要大量高性能的 GPU 芯片同时运行，其产生的热量巨大，传统风冷方式很难满足散热需求，而液冷服务器凭借其高效的散热性能，成为了支撑 AI 大模型训练等算力密集型应用的关键设备，市场需求有望迎来爆发式增长。

另一方面，国内在液冷服务器大规模商业应用方面积累了丰富经验，具有领先优势。例如，国内的一些大型互联网企业、电信运营商等已经率先开展了液冷数据中心的建设和应用实践，在液冷技术的实际运用、运维管理等方面都有了成熟的模式，这为后续更多行业和企业应用液冷服务器提供了宝贵的参考案例，有助于加快液冷服务器在全行业的推广速度。

从市场前景来看，据相关机构预测，预计 2023 - 2028 年中国液冷服务器市场年复合增长率将达到 47.6%，这充分显示了其未来广阔的发展空间。随着技术的不断完善、成本的逐步降低以及行业标准的日益规范，液冷服务器有望在更多领域得到应用，成为数据中心建设的主流选择，为推动我国数字经济的高质量发展贡献重要力量。

五、液冷服务器市场的未来展望

（一）技术创新趋势

随着科技的不断发展，液冷服务器在产品设计、制造等方面正朝着更高效、更智能的方向迈进，未来有望涌现出诸多令人瞩目的技术创新。

例如联想问天海神液冷服务器，便展现出了极具前瞻性的技术应用。其创新的温水水冷技术采用 “去离子水” 作为冷却液，有着超低电导率以及无污染的特点，并且设置在 50 摄氏度的 “温水模式”，不仅能显著降低能耗，还可实现 PUE 值低至 1.1，极大提高了能源使用效率。此外，该机型还率先推出全铜冷板设计，区别于传统只针对部分关键部件的冷却方式，这一设计能够使冷却效果有效覆盖 CPU、GPU，甚至是内存和硬盘等所有关键部件，全面提升了整体散热性能，为服务器的稳定高效运行提供了有力保障。

同时，在用户体验方面，联想问天海神液冷服务器也做出了重大改进。像采用的 “百变精硅” 技术，可以将 32 个 DIMM 模块在 19 英寸的服务器机箱中实现高密度排列，有效提升了设备的空间利用率，使其能够在有限的空间内发挥出更强大的数据处理能力，尤其适合需要高性能计算的 AI 应用和科学研究场景等。

可以预见，未来会有更多类似这样的技术创新在液冷服务器领域出现，如更优化的冷却液配方、更高效的热交换设计以及智能化的散热调控系统等，不断推动液冷服务器在散热效率、能源利用、空间布局等方面迈向新的台阶，以更好地满足日益增长的数据处理需求以及不同行业多样化的应用场景要求。

（二）产业合作发展方向

液冷服务器市场的蓬勃发展，离不开产业相关各方的协同合作。在未来，组织、机构、企业及合作伙伴需要在多个关键环节共同发力，携手共进。

首先，在标准制定方面，由于目前液冷服务器在冷板设计、冷却液的选用、冷却系统的接口规范等方面缺乏统一标准，不同厂商的产品之间兼容性较差，给整个产业的发展带来了诸多阻碍。所以，各方需积极参与，共同制定出完善且通用的行业标准，确保不同企业生产的液冷服务器及相关组件能够实现更好的互联互通，方便用户进行选择和集成液冷方案，促进整个产业的规模化发展。

其次，成本控制也是重要一环。液冷服务器相对传统风冷服务器成本偏高，无论是设备采购、后续维护，还是机房改造等环节，都需要投入更多资金。产业上下游应加强合作，通过优化供应链、提升生产工艺、降低原材料成本等方式，合力降低液冷服务器的全生命周期成本，提高其市场竞争力，让更多企业能够接受并采用液冷服务器。

再者，技术创新更是产业持续发展的核心动力。各相关方要加大研发投入，加强产学研的高效融合，像高校、科研机构可凭借其专业的科研力量进行前沿技术研究，企业则将科研成果进行实践转化，共同探索如更先进的散热技术、更智能的监控管理系统等创新成果，不断提升液冷服务器的性能和品质，为市场提供更优质的产品与服务。

总之，只有产业相关各方在这些方面共同努力、紧密协作，才能加快促进产学研的深度融合，推动液冷服务器市场朝着更加健康、有序、繁荣的方向发展，使其在数据中心建设等领域