本文按能效指标、系统架构、核心设备、技术路线、介质材料、连接管路、控制安全、部署运维、标准规范、算力场景十大类整理,覆盖冷板式、浸没式、两相液冷全产业链核心术语。

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一、核心能效与性能指标(12个)

PUE(Power Usage Effectiveness):电能利用效率,数据中心总能耗与IT设备能耗的比值,值越接近1代表能效越高,是液冷数据中心核心考核指标。

COP(Coefficient of Performance):制冷性能系数,冷却系统移走的热量与消耗功率的比值,用于衡量冷源、CDU或整系统的制冷效率,值越高能效越好。

pPUE(Partial Power Usage Effectiveness):局部电能利用效率,针对特定机房区域或机柜集群计算的PUE,用于评估液冷分区能效。

WUE(Water Usage Effectiveness):水资源利用效率,数据中心耗水量与IT设备能耗的比值,液冷系统核心节水指标。

ERF(Energy Reuse Factor):能量复用因子,衡量数据中心余热回收利用比例,液冷系统余热回收能力的核心指标。

TCO(Total Cost of Ownership):全生命周期成本,涵盖液冷系统建设、运维、能耗、折旧等全周期总成本。

TDP(Thermal Design Power):热设计功耗,芯片满负载运行时理论最大发热量,是液冷系统散热能力设计的基准参数。

热流密度:单位面积芯片或设备的发热量,单位W/cm²,AI芯片热流密度飙升是液冷替代风冷的核心动因。

功率密度:单机柜或单位空间的设备总功率,单位kW/柜,AI液冷机柜常见30–300kW。

热阻:热量传递路径上的阻力,单位℃/W,冷板、TIM、管路均存在热阻,总热阻决定散热极限。

结温(Tj):芯片内部晶体管的工作温度,液冷核心目标是将结温控制在安全阈值内。

IPLV(Integrated Part Load Value):综合部分负荷性能系数,衡量冷源在不同负荷下的综合能效。

二、系统架构与循环体系(11个)

一次侧冷却循环系统:又称设施侧/室外侧循环,由冷源、一次侧水泵、管路等组成,负责将二次侧传递的热量排到室外环境。

二次侧冷却循环系统:又称机柜侧/室内侧循环,由CDU、液冷机柜、冷板、二次侧管路等组成,负责直接吸收IT设备热量。

双循环架构:液冷系统通用架构,通过CDU内的换热器将一次侧与二次侧物理隔离,兼顾安全与效率。

解耦式液冷系统:实现服务器与机柜、机柜与二次侧、二次侧与一次侧三级解耦,支持灵活部署、热插拔维护,降低厂商绑定风险。

TCS(Technology Cooling System):技术冷却系统,面向IT设备的精准冷却回路,对应二次侧系统。

FWS(Facility Water System):设施水系统,对应一次侧建筑级冷源水系统。

液电分离:液冷机柜设计原则,液路与电路物理隔离布置,杜绝漏液引发电气风险。

一次侧管对室外冷源、一次侧水泵、管路、补水定压等设施侧系统的运行管控。

二次侧管路:室内侧连接CDU、Manifold、冷板的冷却液管路,通常采用不锈钢或耐腐蚀材质。

近结区液冷:将冷板或冷却结构贴近芯片封装甚至裸芯,缩短传热路径、降低热阻的先进液冷架构。

风液混合冷却:同一机柜内芯片采用液冷、内存/硬盘采用风冷的混合方案,兼顾散热能力与兼容性。

三、核心设备与部件(18个)

CDU(Coolant Distribution Unit):冷量分配单元,液冷系统核心枢纽,内置换热器、水泵、传感器等,实现一二次侧换热、流量分配、压力调节与安全防护。

集中式CDU:集中部署于机房外,为多排机柜供冷,便于集中运维管理。

集中式CDU,来源:远地科技

分布式CDU:机架式CDU,部署于机柜内或机柜旁,单柜对应单台CDU,负载匹配度更高。

风液式CDU:一次侧采用风冷散热的CDU,适用于无室外水系统的场景。

风液CDU,来源:维谛官网

液液式CDU:一次侧接入冷冻水系统的CDU,换热效率更高,适用于大型数据中心。

冷板(Cold Plate):内部带微通道的金属腔体,贴合芯片表面,冷却液流经内部带走热量,是冷板式液冷核心换热部件。

液液CDU,来源:宝德

微通道冷板:内部流道宽度在毫米级以下的冷板,大幅提升换热面积与效率,是AI高功率芯片主流方案。

Manifold(歧管/分水器):液冷管路分流/汇流枢纽,将CDU来液均匀分配至各服务器冷板,并汇集回液,又称"液冷血管枢纽"。

机架歧管(Rack Manifold):部署于机柜内的歧管,对接机柜内多台服务器液冷接口。 

列间歧管(Row Manifold):部署于设备列间的主歧管,对接多台机柜。

浸没槽(Immersion Tank):浸没式液冷核心载体,盛装冷却液并放置服务器整机或计算节点。

浸没槽,来源:技嘉科技

CDU Sidecar:CDU辅助模块,扩展主CDU的流体处理能力,用于高密度机柜扩容。

CDU Sidecar,来源:BEEHE

板式换热器:CDU核心换热部件,通过金属壁实现一二次侧冷却液无接触换热,常见钎焊式、可拆卸式。

板式换热器,来源:阿法拉伐

循环泵:为冷却液循环提供动力,分一次侧泵与二次侧泵,二次侧泵多采用磁驱泵、屏蔽泵防泄漏。

液冷循环泵,来源:新沪泵业

定压罐:维持二次侧环路压力稳定,补偿冷却液热胀冷缩。

补水箱/补液袋:自动补充系统损耗的冷却液,保持液位稳定。

自动排气阀:自动排出管路内积聚的空气,避免气阻影响循环与换热。

过滤器:过滤冷却液中杂质,防止堵塞冷板微通道与管路。

四、液冷技术路线分类(10个)

冷板式液冷:间接接触式液冷,冷却液通过冷板间接与芯片换热,兼容性强、改造成本低,是当前市场主流方案。

浸没式液冷:直接接触式液冷,将服务器或元器件完全浸入绝缘冷却液中,换热效率最高,适用于超高密度场景。

单相液冷:冷却液在循环中始终保持液态,仅靠显热传递热量,技术成熟、运维简单。

两相液冷/相变液冷:冷却液吸热沸腾汽化,靠潜热传递热量,散热能力远高于单相,是前沿技术路线。

单相浸没式液冷:冷却液全程液态,浸没服务器整机,无风扇、低噪音、高密度。

相变浸没式液冷:冷却液沸腾汽化,再冷凝回流,换热效率极高,适用于极端热流密度场景。

喷淋式液冷:直接接触式液冷,通过喷嘴将冷却液喷淋至发热元器件表面,介于冷板与浸没之间。

DLC(Direct Liquid Cooling):直触芯片液冷,冷板直接贴合芯片裸芯或封装,比传统冷板热阻更低。

背板换热:在服务器背板设置换热器,辅助冷却内存、硬盘等辅件,常与芯片冷板配合。

后门换热器:机柜后门加装液冷换热器,冷却机柜内热风,属于风液过渡方案。

五、冷却介质与材料(12个)

ICT产品:信息与通信技术产品,液冷系统服务的核心对象,包括服务器、交换机、存储设备等。

去离子水:冷板式液冷主流介质,电阻率高、导热好、成本低,需添加缓蚀剂。

乙二醇水溶液:水+乙二醇混合液,防冻、抑菌、防腐蚀,适用于低温或宽温场景。

氟化液:浸没式液冷主流介质,绝缘、不燃、化学稳定,分单相氟化液与相变氟化液。

介电冷却液:不导电的冷却液,是浸没式液冷的必要条件,避免短路风险。

矿物油/合成油:早期浸没式液冷介质,绝缘性好但黏度高、换热效率低于氟化液。

TIM(Thermal Interface Material):热界面材料,填充冷板与芯片之间的微小间隙,降低接触热阻,如导热硅脂、导热垫。

316L不锈钢:液冷管路主流材质,耐腐蚀、强度高,适用于水基冷却液长期运行。

铝合金冷板:轻量化冷板材质,成本较低,适用于中低功率场景。

铜合金冷板:高导热冷板材质,配合微通道工艺,适用于高功率AI芯片。

缓蚀剂:添加到冷却液中的化学药剂,抑制管路与部件金属腐蚀。

阻垢剂:防止冷却液中矿物质结垢堵塞微通道。

六、连接与管路部件(9个)

UQD(Universal Quick Disconnect):通用快速断开接头,OCP开放标准,支持手插热插拔、断开零滴漏,是AI液冷服务器标准接口。

UQD,来源:Danfoss

UQDB(Universal Quick Disconnect Blind-mate):盲插式快速接头,无需目视对准,支持机柜自动对接与盲操作维护。

UQDB,来源:CEJN希恩

NVQD:英伟达专用快速接头标准,适配英伟达AI服务器液冷接口。

快插接头/快换接头:液冷管路快速连接部件的统称,核心要求是零泄漏、耐插拔、热插拔。

热插拔:液冷系统运行中,可直接插拔服务器或部件,无需停机排液,是UQD接头核心特性。

干式断开:接头断开时两端阀门自动关闭,冷却液残留量极低(通常<0.1ml),杜绝滴漏。

软管:柔性连接管路,如橡胶管、特氟龙管,用于活动部件或振动场景连接。

硬管:不锈钢、铜等刚性管路,用于固定管路主干,承压高、寿命长。

氦检工艺:利用氦气检测管路与焊接点泄漏的高精度检测方法,是液冷系统出厂必检工序。 

七、控制与安全系统(10个)

漏液检测:实时监测管路、接头、冷板处的冷却液泄漏,触发报警与保护动作。

防凝露控制:控制二次侧冷却液温度高于机房露点温度,避免管路与设备表面结露。

VFD变频调速:通过变频调节水泵转速,按需供冷,降低部分负载下的能耗。

PLC控制系统:CDU与液冷系统的逻辑控制核心,实现温度、压力、流量协同调节。

BMC管理:服务器基板管理控制器对接液冷系统,实现芯片级温度与冷却联动。

温压协同控制:同时监测温度与压力,多变量联动调节泵速与阀门开度,保障散热均匀。

N+1冗余:关键部件(水泵、CDU)配置备用单元,单台故障不影响系统运行。

2N冗余:双路完全独立的液冷系统,可靠性最高,用于核心业务场景。

压力保护:系统超压时自动泄压,防止管路与部件爆裂。

液位保护:液位过低时自动报警或停机,防止水泵干转损坏。

八、部署与运维术语(8个)

液冷改造:对传统风冷机房进行液冷升级,分为整机柜改造、列间改造等不同等级。

预制模块化液冷:工厂预制CDU、管路、机柜模块,现场快速拼接,缩短建设周期。

充液排气:液冷系统投运前的关键工序,注满冷却液并排空管路气体。

水质管理:对水基冷却液的电导率、pH值、离子浓度、微生物含量的定期检测与管控。

冷却液寿命:冷却液有效使用周期,氟化液寿命可达10年以上,水基液需定期更换。

热回收:将液冷系统带出的低温余热回收用于供暖、供热水或发电,提升能源利用率。

带液维护:系统不停机、不排液情况下进行部件更换与维护,依赖快插接头技术。

液冷PUE实测:项目验收阶段对实际运行PUE的现场测试,是液冷项目核心验收指标。 

九、标准与组织(5个)

OCP(Open Compute Project):开放计算项目,主导UQD等液冷接口开放标准,推动行业解耦与标准化。

ASHRAE 90.4:美国采暖制冷与空调工程师协会数据中心能效标准,液冷系统重要设计依据。

YD/T 3981:中国通信行业标准,规定了数据中心液冷系统技术要求与测试方法。

T/CAICI:中国通信企业协会液冷系统工程技术规范。

OCTC:开放液冷技术社区,推动国内液冷部件标准化与解耦方案。 

十、AI算力场景专属术语(5个)

超节点(Superpod):AI算力集群Scale-Up架构,通过高速总线整合数十至数百块GPU芯片,单柜功率极高,全面依赖液冷散热。

AIDC(AI Data Center):人工智能数据中心,以高功率GPU集群为核心,液冷是标配基础设施。

智算中心:面向AI大模型训练与推理的算力中心,普遍采用高密度液冷方案。

Chiplet液冷:针对芯粒架构芯片的液冷方案,解决3D堆叠带来的高热流密度与热不均问题。

GB300/GB200:英伟达新一代AI液冷服务器标准,定义了UQD04接口、超高功率密度等液冷规范。

 

艾邦搭建了 AI 液冷产业群,宝德、英维克、维谛、讯强、三河同飞、超集信息、中航光电、远地、新华三、兰洋科技、冷泉能控、施耐德、链力、台达、浪潮、祥博、富士康等企业已加入,欢迎扫描二维码申请加入:

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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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本群聚焦服务器液冷技术前沿,涵盖: ✅ 冷板/浸没/喷淋式方案设计 ✅ 材料升级(耐腐蚀管路、密封件创新) ✅ CDU运维与能效优化 ✅ 政策标准解读(PUE、OCP规范)

作者 808, ab