芯片在工作时，其内部的晶体管在开关过程中会有一部分能量转换为热能。这是由电流通过导体造成的焦耳热及晶体管内部电子与晶格相互作用的能量散发所致。在摩尔定律推动下，晶体管尺寸的不断缩小导致了功耗密度的持续增加，进一步加剧了芯片的温度上升问题。
如果芯片不能有效散热，积聚的热量会引发性能下降甚至损坏。
电子设备发展的初期，散热问题并未受到足够重视。许多早期的电子设备都是采用自然对流散热方式，即通过空气流动带走设备产生的热量。这种方法结构简单、成本低廉，因此被广泛应用于低功率设备中。
随着电子设备发展，金属散热器通过增大接触面积提升散热效率，但其在高功率、高集成设备中散热能力不足。21世纪起，液冷技术和热管技术成为主流，分别满足不同场景散热需求。
液冷就是用液体替代空气做冷却介质，跟服务器发热元件热交换，带走热量，确保服务器在安全温度工作，它是温控底层技术之一。
随着服务器核心计算芯片的更新换代，服务器单芯片功耗不断增加，风冷散热能力有限，能源问题愈发突出。为缓解这一问题，我国多次发布政策，鼓励企业采用新技术、新工艺、新设备，降低数据中心能耗。而具备优秀节能效果的液冷服务器成为国家重点支持行业之一。
目前，基于液冷技术的主流方案包括冷板式液冷和浸没式液冷两种，喷淋式液冷方案国内实施较少。
冷板式液冷技术在可维护性、空间利用率、兼容性方面具有较强的应用优势；但在成本方面，由于其单独定制冷板装置的原因，导致技术应用的成本相对较高。
喷淋式液冷技术则通过改造旧式的服务器和机柜的形式，大幅度减少了数据中心基础设施的建设成本。
浸没式技术与其他两种技术相比，虽然器件的可维护性和兼容性较差，但空间利用率与可循环方面具有较好的表现，降低数据中心的能耗。
根据国内三大运营商发布的白皮书，分析2025年1-5月公开的新建数据中心项目可发现，液冷普及的实际情况要比计划的要快，液冷机架在多数运营商新建数据中心所占的比例高达60%-70%。
到2027年，中国新建液冷数据中心规模将突破1100MW，增速将高于数据中心整体规模增长水平，且2027年后每年新增规模有望保持千兆瓦以上，整体呈现高速增长态势。
这里我主要分析冷板式液冷。
冷板式液冷的冷却液不与 IT发热元件直接接触，而是通过安装在发热元件（通常为CPU/GPU等大功耗部件）上的冷板（通常为铜铝等导热金属构成的封闭腔体）将热量带走，这种散热形式也称为非接触式液冷。
根据冷却液在冷板中是否发生相变，冷板式液冷可以分为以下两种类型：单相冷板和两相冷板。两种换热类型的制冷架构基本一致，主要区别在于二次侧冷却液不同。单相冷板一般采用沸点较高的水基冷却液，换热过程不发生相变。两相冷板一般采用沸点较低的制冷剂，换热过程会发生相变。
单相冷板式液冷通过液冷板将发热器件的热量间接传递给液冷板中的二次侧冷却液。二次冷却液在设备吸热和CDU放热过程不发生相变。根据液冷板覆盖范围，这种液冷可以分为局部液冷或全液冷：局部液冷通常仅覆盖高功耗器件，一般带走设备70%左右的热量，剩余30%热量仍需通过机房空调或液冷背门以风冷的形式带走；全液冷需要根据通信设备硬件架构和结构布局定制化设计液冷板，以覆盖所有发热器件。
两相冷板液冷系统架构与单相液冷板液冷相似。所不同的是二次侧冷却液在设备内通过液冷板吸热发生汽化，在CDU内冷凝为液态，充分利用了冷却液的相变潜热，综合散热能力更强，可达300W/cm2以上。由于运行过程中系统内冷却液发生相变，两相冷板液冷系统的压力会高于单相冷板液冷，其二次侧冷却液、液冷板、流体连接器、液冷管路等为了适配系统压力也要满足一定的特殊化要求。
2023年以来人工智能市场持续保持高增长态势，成为推动各国经济增长和技术创新的关键因素。基于人工智能的广阔前景，全球科技巨头纷纷加大对AI基础设施布局以维持行业竞争力。国际上Meta、微软&OpenAI、xAI等多家AI巨头陆续宣布或者完成10万卡集群建设，国内通信运营商、头部互联网、大型AI研发企业等均发力超万卡集群的布局。
人工智能发展势头强劲，算力需求旺盛，不断推动液冷服务器成为“刚需”硬件。根据数据，2023年中国液冷服务器市场规模约为109亿元，同比增长49.3%。预测2024年中国液冷服务器市场规模将达201亿元，到2027年市场规模超400亿元。
声明：本文所涉及个股或者公司仅代表与产业链或热点有关联，所引述的资讯、数据、观点均作为个人研究记录，提及个股、公司均作案例探讨，不构成任何买卖建议。
在人工智能加速迭代的今天，液冷服务器需求迎来爆发式增长。芯片设计功耗的不断突破，使液冷技术从可选变为必选，行业迎来黄金发展期。我建议重点关注液冷领域的领先企业：
【英维克】【申菱环境】【思泉新材】
