目錄TOC\o"1-3"\h\u89721 3261732 4121583 8474 10A、元宇宙等信息技術和實體經濟深度融合，推動數字經濟持續快速增長。數據中心是數字經濟基礎設施的底座。數據量爆發式增長帶動數據中心市場快速增長。數據顯示，截至303%。在可持續發展、及地方政府相繼出臺相關政策，對數據中心電源使用效率

工業和信息化部于20217大型及以上數據中心PUE降低到1.3點及寒冷地區力爭降低到1.25以下[1據中心和5G一步明確“到2025年，新建大型、超大型數據中心PUE降程八大樞紐節點，要求東部地區PUE1.25，西部地區不超過1.2，能效指標更加嚴格。在典型數據中心能耗占比中，制冷系統占比達到4%數據中心E冷、浸沒式液冷[3PUE心PUE1.1能技術，如表1芯片功耗和熱流密度也在持續攀升，中央處理器（CPU）熱設計功耗已達350~500W。AI（GPU）GPU800W。散熱能力芯片功率密度的攀升同時帶來整柜功率密度持續增長。8W0/柜，如散熱能力圖1100kW/柜。整機柜功上限一般為20kW/柜[4

體替代空氣作為冷卻介質，將液體直接或間接接觸發熱器件，可使散熱效率大幅提升，能夠有效滿足單點、整機柜、機房的高散熱需求。 /圖1機柜功率密度與制冷方式2021-2021-和5G2022-12慶市經濟和信息化委員2023- 2021- 2022-北京市經濟和信息化局資產投資的30%進行獎勵2022-成都市經濟和信息化局發布時 發布主 政策文 液冷政2023-

圖2室外冷源：可選擇開式/閉式冷卻塔、干式冷卻器合考慮。一次側冷卻液：常用的液冷液有去離子水、乙二醇水溶液、丙二醇水溶液等，并配合具有一定緩蝕、殺菌、阻垢功能的化學藥劑使用。冷卻液的選擇需要根據液體熱物性、部署地理位置及氣候條件等綜合考慮。CDU：按布置形式可分為集中式與分布式。其中，集中式CDU布置在機柜外，為多臺液冷機柜提供冷量，易于集中化部署和管理；分布式CDU布置在液冷機柜內部，每臺機柜對應一個CDU，易于機柜功耗匹配。給液冷板中的二次側冷卻液。二次冷卻液在設備吸熱和CDU件，一般帶走設備70%左右的熱量，剩余30有發熱器件。單相冷板式液冷系統架構如圖3圖3

二次側冷卻液：二次側熱量載體以去離子水、乙二醇水溶液、丙二醇水溶液為主，根據具體場景進行選擇。二次側冷卻液需要定期檢測H并符合相關標準要求。單相冷板U：可分為集中式和分布式。其中，集UU，實現主用和備份關系，需要部署二次側管網，并考慮各液冷機柜間的流量分配；分布式U分液器：用于機柜內流量分配與收集，將低溫二次側冷卻液分配到各設備節點，并收集與液冷板換熱升溫后的冷卻液。其設計選型過程中需要保證流量分配需要的均勻）流體連接器：可實現無泄漏通斷，在設計選型時需要綜合考慮工作流量、溫度、壓力、流阻特性、安裝方式、直插漏液檢測傳感器：針對沿液冷板、液冷管路、分液器等可能出現液體泄漏的位置或路徑布置，及時檢測泄漏狀態，并觸發漏液告警策略，及時告知運維人員發現漏液事式等，適用于不同的泄漏位置和泄漏場景。 CDU兩相冷板液冷系統架構與單相液冷板液冷相似，其系統架構如圖4發生汽化，在CDU了冷卻液的相變潛熱，綜合散熱能力更強，可達300W/cm21）兩相冷板U：兩相冷板液冷系統壓力等級通常較高，其壓力控制系統區別于單相系統，一般采用溫控型壓力控制方案。同時，兩相U補液系統在設計時也需要考慮工質充注量對于系統壓力的影響。

圖4CDU圖5（臥式兩相液冷板：其結構與單相液冷板相似，在設計時需要重點考慮冷板承壓能力，增加汽化核心、促進氣泡脫離以提升散熱性能，常見的方案有表面微處理、多孔介質填充等。吸收設備產生的熱量。臥式浸沒液冷系統架構如圖5浸沒機柜：現階段應用較多的為臥式機柜（通常稱為TANK），業內常用的尺寸規格覆蓋12U~54U。為了實現

臥式架構下的流量均衡性，TANK液由底部進入，經均流板分液后流入設備。為便于通信設備的安裝和維護，K能。同時，K防止運行過程中冷卻液耗散。單相浸沒CDU：單相浸沒液冷系統在維護過程中需要打開TANK上蓋，系統直接與機房環境連通，屬于一種“半開式”系統，因此其CDU設計對循環泵、系統過濾、冷單相浸沒液冷實現了0%根據浸沒機柜形態，單相浸沒式液冷可以進一步細分為臥式浸沒和立式浸沒。傳統臥式浸沒液冷設備維護時需要打開K浸沒液冷，如圖6通信設備的散熱，如圖7兩相立式浸沒將每個設備節點作為一個獨立的小型浸沒腔體，可有效避免相變冷卻液的運維耗散問題，且架構兼容性更優、維護操作更便捷。因此，現階段兩相浸沒以立式架構為主要研究方向。兩相浸沒立式系統架構如圖8冷卻液、密封殼體、兩相沸騰散熱器等關二次側冷卻液：考慮密封殼體的承壓設計，目前主要選用低沸點氟碳類工質。二次側冷卻液需要根據具體場景進行選擇，并主要考慮熱性能、環保安全性能、工作

室外冷 單相浸室外冷 單相浸 CDU液態冷卻液CDU圖7（臥式CDU圖8（立式連接器與CDU形成氣液循環。密封殼體的關鍵點在于設備

為器件散熱，如圖9集吸熱溫升后的冷卻液，當系統出現異常情況時（如發生泄噴淋式液冷實現了100%液冷，使PUE優于單相冷板液具優勢，如表2心的應用占比達90%以上，是現階段及未來一段時間業內式這3▼表2不同液冷技術方案對比單 兩 單冷板 冷板 浸沒

模化應用，各類問題也逐漸暴露出來。例如：冷板式液冷水基工質泄漏導致設備短路燒毀；單相浸沒式液冷散熱能力受液體流速約束，散熱能力表現較弱，無法滿足更高功耗U[6]；液冷系統制冷量未隨負載變化及時調控，導致節能收益不明顯；現階段液冷數據中心的建設成本高等。這些均在一定程度上制約了液冷技術在數據中心領域的應用。為了解決這些問題，業界一直在持續探索研究，以噴淋CDU圖9CDU運營成 運營成 散熱能 散熱能 環境影 環境影 空間利用 空間利用 技術成熟

傳統冷板式液冷通常只覆蓋CPU、GPU等個別高功耗芯

片，設備節點或整機柜液冷占比通常在60%~80%之間，存以通算服務器產品為例，液冷板覆蓋CPU、內存、硬盤、電源等，95%以上的熱量通過液冷板帶走，剩余約5%現100%液冷。與傳統的單相冷板式液冷相比，全液冷冷板技術具有更低的系統能耗，PUE可低至1.1，能夠有效降低全液冷冷板雖然可以大幅提升液冷占比，提升節能效果，但涉及液冷部件較多，液冷系統相對復雜，需要專業的有更廣泛的應用。下智算如火如荼發展的過程中，高功耗、高熱流密度的CPU/GPU單相浸沒液冷通過引入外部驅動部件，可以顯著提升芯片局部區域的冷卻液流速和湍流程度，實現較高的換熱效率。例如，Submer器，其通過在翅片散熱器前方加裝風機，搭配限流器外殼，使在散熱器鰭片區域的冷卻液產生強制對流，提高了冷卻液[7]。除了模塊化設計的強制對流散熱器方案，系統架構調整的散熱模式也是浸沒液冷發展方向之一。例如，中興通訊與英特爾合作開發的浸沒液冷架構強化方案，采用雙回路設計，高功耗器件U等支持重力驅動強化散熱方式，支持單節點散熱能力20WU散熱能力大于0W[8]。為主，相比于水溶性液冷，雖然可以有效地解決絕緣性問

載率變化進行主動調控，在一定程度上存在冷量浪費的問題。現階段的AI人們提出了“數據+機理”的雙驅AIAI據驅動方法對機理模型中的參數進行優化。雙驅AI控制策略（DCIM）與傳統風冷系統相比，液冷技術應用存在初期投資成本高的問題，這影響了液冷技術的規模應用與推廣。此外，液冷物料本身也需要進一步研究。原材料和加工成本較高，需要引入新材料或新工藝以進一步降低成本[0]。基于此，中興通訊開發了低成本液冷系統，通過引入高可靠、低成本材料，改善工藝條件，使液冷數據中心投資成本綜合降本5%以上。引入的材料包含鋁合金冷板、高分子材料等。其中，高分子材料包括高分子工程管網、高分子分液器、高分子流體連接器等。鋁合金冷板：液冷板散熱底板由銅材更換為鋁材。冷板上蓋板等非散熱接觸面材料采用高分子材料，并通過注斷攀升，加之2.5D/3D料（TIM）