AI 算力服务器浸没式冷却液种类及对比

• AI服务器散热需求升级

• 液冷技术优势逐步凸显

• 政策推动绿色数据中心建设

• 冷板式液冷技术特点

• 浸没式液冷技术特点

• 喷淋式液冷技术特点

• 不同路线冷却液需求差异

浸没式液冷的冷却液几乎与系统内所有材料接触。冷却液的粘度和沸点等热物理性能、闪点等易燃性或可燃性能、材料兼容性、对传输信号影响、绝缘性、环境影响、安全性、可维护程度、长期稳定和清洁度、成本等是浸没式液冷重要关注问题，应全面统筹考虑后进行选取。目前浸没式冷却液种类主要有合成油、有机硅以及氟化液三种，其中， 据从业者介绍，合成油更为常见，市占率约为 60%，主打中低端应用，氟化液是高端应用，而有机硅冷却液是高安全、长寿命、低成本、无 PFAS 风险的差异化第三条路线。

浸没式冷却液要求：

(1)绝缘性能好，体积电阻率>1×10¹² Ω·cm，介电强度≥24kV (2.54mm gap)

(2)液体介电常数<2.2(1kHz条件下)，电能在冷却液中的损失较小

(3)表面张力和粘度低，液体的最低运动粘度≤10mm²/s

(4)单相浸没式液冷冷却液沸点>100°C，双相浸没式液冷冷却液沸点为20~60°C

(5)热物理性能好，比热容≥0.96J/(g·K)，液体导热系数0.06W/(m . K)

(6)化学性质稳定，无毒，不易燃烧，不会腐蚀电子元件

(7)清洁环保，ODP(臭氧消耗潜能)为0,GWP(全球变暖潜能值<250）

1、合成油类冷却液-浸没式液冷的“性价比之选”

• 成本优势突出：相比单价昂贵的氟化液，合成油类冷却液的成本更具亲和力，能显著降低大规模数据中心部署浸没式系统的初期建设成本（CAPEX）；

• 优良的绝缘与安全性：具有极高的击穿电压和体积电阻率，绝缘性能优异，能有效防止电子元器件短路，非常适合用于直接接触型液冷（如数据中心服务器、储能系统的浸没式液冷）。闪点高（通常在150℃-300℃之间），燃点高，不易燃爆，在高温或高负荷环境下运行安全稳定，能有效降低系统火灾风险。

• 出色的散热与导热性能：粘度低，流动性好，能快速在系统管路和微通道中循环，大幅降低传热热阻，快速带走热量，有效减少设备局部热点。比热容大，能有效抑制温度骤升，在宽温域（如-40℃至180℃）内均能保持稳定的导热性能，适应高负荷、高算力场景的散热需求。

• 极佳的化学稳定性与材料兼容性：化学稳定性好，抗氧化能力强，不易老化、降解，使用寿命长；且对铜、铝等有色金属及系统内的塑料、橡胶密封件兼容性好，不会引起严重的腐蚀或溶胀。合成油不易结垢，且消泡性能好，能有效避免因气泡导致的泵体气蚀，保护系统设备。

数据中心单相浸没式在对环境友好性有特殊要求，或希望从传统风冷平替至浸没式以降低 PUE 的场景中，低粘度合成油（如脂肪族化合物）正被用于吸收服务器硬件产生的热量 。目前，合成油体系的发展趋势是低粘度化，以减少压力损失并提高系统响应速度。统一股份、壳牌、埃克森美孚、中石化、卫星化学、胜牌化学等厂商正积极布局液冷专用合成工质，通过优化分子结构，使其在保持高闪点的同时，获得更接近氟化液的流动性能。

2、有机硅类冷却液-高绝缘与稳定兼顾的“安全卫士”

• 极致绝缘： 具有极高的击穿电压和体积电阻率，即使发生直接接触，也不会对精密电路造成任何损伤；

• 超宽温域： 倾点可低至-50℃以下，闪点和燃点则普遍远超合成油类，具有极佳的防火安全特性；

• 解热局限： 需注意的是，有机硅比热容不足水的1/3，且粘度较高，导致其散热效率低于水基和氟化液，更适合对绝缘安全要求极高而非追求极致算力密度的场景；

• 环境友好：分子仅含Si、C、H、O元素，无氟、氯等卤素原子，无PFAS（全氟烷基）特征结构，规避了欧盟及全球PFAS禁令限制，环保合规性高。

在单相浸没式液冷中，有机硅被视为氟化液的潜在补充选择。虽然粘度大限制了其在超高功率密度机柜的应用，但在一些对环境友好性和长期运行稳定性有特殊要求的浸没式系统中仍有应用。润禾材料、新安股份、长先新材、瓦克化学、晨化股份、集泰股份、智微通等企业已开始研发低气味、高活性或具有特定粘度梯度的改性产品以解决传统硅油流动性差的问题，提升其换热效率。

新安股份有机硅冷却液

3、氟化液类冷却液-液冷高端场景应用

氟化液（主要包括全氟聚醚、氢氟醚、全氟胺等）被公认为液冷工质的“终极方案”。作为液冷材料金字塔尖的产品，它以不可替代的性能优势，正成为 AI 服务器、半导体制造及高端装备热管理的战略性材料。氟化液在物理性能上展现出压倒性优势，同时也存在明显的应用门槛：

• 极致绝缘与稳定： 具备极高的击穿电压（>40kV）和极低的表面张力，能在不损伤电子元件的前提下，渗透进微米级的缝隙进行换热；

• 单相 vs 相变：单相氟化液在循环中不发生相变，技术复杂度较低，运行平稳；相变氟化液利用液体沸腾的汽化潜热带走热量；

核心劣势：

• 成本高昂：合成工艺复杂，对原料和提纯要求极高，导致单价昂贵（通常为矿物油或硅油的数倍至数十倍），大规模普及受成本制约，主要局限于高端场景。

• 环保与合规风险：部分传统氟化液（如全氟碳化合物PFC）属于PFAS（全氟和多氟烷基物质），环境持久性强，面临全球环保法规（如欧盟PFAS禁令）的严格限制，存在出口受限和淘汰风险。

目前，国内企业正加速在高性能专用氟化液领域追赶。重点厂商如世索科、旭硝子、科慕、新宙邦、巨化股份、永和股份、永太科技、东阳光、诺亚氟化工、浙江利化、长芦新材料、武汉三氟、晨光博达、中化蓝天等企业已实现相关产品的规模化生产。行业正从“能用”向“专用”迭代，开发低 GWP（全球变暖潜能值）的环保型氟化液已成为国产替代进程中的核心竞争点。

资料来源：网络、艾邦综合整理

液冷技术通过冷却液直接/间接接触热源，核心结构包括：

• 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。

主流方案中，冷板式兼容现网改造（占存量市场80%），浸没式为超算首选（PUE逼近1.0）。 2025年AI服务器的产值超过4000亿美元，年增45%。随着英伟达从Hopper系列向Blackwell系列转换，整个AI服务器产值提升。预计今年AI服务器的市场占有率会从去年的66%突破到今年的70%以上；另外，液冷散热方案的渗透率也有望从去年的14%提升到今年的30%。 涉及的材料有：铜、铝、复合金属材料、金属焊接材料、不锈钢、氟塑料、橡胶材料、密封材料、特种工程塑料、导热散热材料，热界面材料等 按照部件来分有：冷却塔、管道、CDU 液冷换热单元、CDU 液冷板、接头、歧管、主泵和辅泵、流量控制系统、过滤系统等 系统集成方面有：空调、机柜、传感器、电源、泄漏检测、控制单元等 按照产业链来区分有：互联网企业，云服务器企业，代工企业、各个零部件企业、材料企业等； 欢迎大家加入我们，共绘服务器液冷散热未来！

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