一、引言
AI芯片功耗的持续攀升正推动散热技术从风冷向液冷迭代。英伟达创始人黄仁勋曾直言“液冷技术将成为AI算力的下一个趋势性领域”，这一判断正在全球数据中心得到验证。在这场散热变革中，冷却液作为热量传递的核心介质，其作用如同人体的血液——循环于系统内部，高效带走热量，保障系统稳定运行。
二、冷却液的核心作用
1.液冷系统与冷却液的基本原理
液冷技术是一种利用液体作为传热介质，将IT设备（如服务器）或电池产生的热量带走的冷却方法。其基本原理是利用液体远高于空气的导热性能——水的热容量是空气的4000倍，热导率是空气的25倍。这种特性使得液冷系统能够更高效地降低芯片温度，同时均匀覆盖芯片表面，显著提高系统稳定性和可靠性。
目前主流的液冷技术主要包括冷板式液冷和浸没式液冷两种。
冷板式液冷属于间接冷却方式，冷却液不与电子元件直接接触，通过金属冷板传导热量；而浸没式液冷则将发热器件完全浸泡在冷却液中，属于直接接触式冷却，散热效率更高。此外还有应用较少的喷淋式液冷方案。
液冷解决方案示意图，图源：嘉信科技
2.冷却液的分类与性能要求
根据是否发生相变分类：
（1）单相：冷却液在循环过程中始终保持液态，仅通过温度升高带走热量；单相系统结构简单，兼容性高。
（2）双相：冷却液在循环过程中发生相态变化（沸腾/冷凝）传递热量；双相系统散热效率更高，但系统架构复杂。
根据冷却液具体应用：
冷板式（单相）：
（1）去离子水（DI水）：导热系数高、成本低，需添加缓蚀剂/阻垢剂/杀生剂，并定期更换过滤器。
（2）乙二醇/丙二醇水溶液：防冻性能优异，适合低温环境，主要用作室外侧冷却液。
浸没式（单相）：
（1）矿物油（烃类绝缘油）：绝缘性优异、流动性中等、成本低，但导热系数低，不适合高功率密度场景。
（2）硅油（聚二甲基硅氧烷）：绝缘性优异、耐高温，但导热系数低，不适合高功率场景。
（3）合成油（PAO/GTL）：流动性好、抗氧化性强，导热系数一般，适合中等功率场景。
（4）氟化液（全氟聚醚/全氟氨）：导热系数高、绝缘性佳、化学惰性强，但成本较高。
浸没式液冷主机局部图，图源：兰洋科技
双相（冷板/浸没）：
（1）低沸点氟化液（全氟烯烃/氢氟醚）：沸点在50-90℃、潜热高、绝缘性佳、化学稳定性高，适配高功率场景，但成本较高。
（2）碳氢化合物（正戊烷/异辛烷）：沸点在30-80℃，潜热较高，成本低；但易燃，需腔体密封+安全设计
理想的冷却液应具备以下特性：高比热容、高导热系数、适当的粘度、低腐蚀性、绝缘性（直接接触式）、化学稳定性、无毒环保以及宽温度范围（低凝点、高沸点）。此外，冷却液还需要具备防腐防垢能力，以防止对冷却系统部件的腐蚀和堵塞。
氟化液浸没冷却技术，图源：3M
三、当前面临的技术挑战
尽管冷却液在液冷系统中发挥着关键作用，但在实际应用中仍面临多重技术挑战：
1.电偶腐蚀问题：液冷系统中不同金属材料（如铝制液冷板和钢或铝合金箱体）之间存在电位差，可能超过0.5V，导致离子迁移和金属腐蚀，最终造成冷却液泄漏。
2.振动失效风险：在电动汽车等移动应用中，2000Hz的高频振动可使接触点应力急剧增加，导致螺栓疲劳断裂风险提高3倍。
3.温差应力挑战：在充放电过程中，温差可达70℃，传统材料难以承受，压缩永久变形超过15%，导致密封失效。
4. 绝缘性能要求：对于浸没式液冷，冷却液必须具有优异的绝缘性能，防止液体在电子元件周围流动时导电引发短路。
浸没式液冷，图源：合肥华清表面处理
四、 冷却液相关供应商
国内：巨化股份、新宙邦、润禾材料、统一股份、永和股份、新安股份、兴发集团、浙江诺亚、三美股份、东阳光、多氟多、南通詹鼎、昊华科技、嘉信科技、思康化学、长先新材、中欣氟材、浙江利化、巨氟节能、中科微等。
国外：3M、Chemours科慕、SOLVAY索尔维、AGC旭硝子、Daikin大金、INEOS英力士等。
资料来源：各大公司官网、网络资料整理
文章来源：冷却液：液冷系统的“血液”与AI算力的绿色引擎 (qq.com)
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- 热交换核心 ：冷板（CPU/GPU专用）、CDU（冷量分配单元）；
- 循环网络 ：Manifold分液器、EPDM/PTFE管路、快接头；
- 动力与控制 ：变频循环泵（如飞龙股份电子泵）、智能温控系统。
