液冷板:液冷技术的核心担当

2025-10-14

电子发烧友网综合报道,液冷技术作为解决高热流密度散热问题的重要方法,主要分为接触式和非接触式两类。接触式液冷是让冷却液体与发热器件直接接触来散热,像浸没式和喷淋式液冷等都属于此类;非接触式液冷则是冷却液体与发热器件不直接接触,冷板式液冷就是其中的典型代表。


冷板式液冷方案剖析


冷板式液冷运用微通道强化换热技术,散热性能极佳,行业成熟度也位居前列。它借助由铜铝等导热金属制成的封闭腔体——液冷板,把发热器件的热量间接传递给循环管路里的冷却液体,再由冷却液体把热量带走。


冷板式液冷系统主要由冷却塔、CDU、一次侧与二次侧液冷管路、冷却介质、液冷机柜构成。其中,液冷机柜内有液冷板、设备内液冷管路、流体连接器、分液器等部件。其散热原理是:液冷板与芯片贴合,芯片设备的热量通过热传导传到液冷板,工质在CDU循环泵的推动下进入冷板,在液冷板内通过强化对流换热吸收热量后温度升高,高温工质通过CDU换热器把热量传递给一次侧冷却液,温度降低后的低温工质再进入循环泵,一次侧冷却液最终通过冷却塔将热量排放到大气环境中。


根据冷却液在吸收或释放热量过程中是否发生气液相转化,冷板式液冷可分为单相和两相两种。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二次侧冷却液,二次冷却液在设备吸热和CDU放热过程中不发生相变。按照液冷板覆盖范围,又能分为局部液冷和全液冷。局部液冷通常只覆盖高功耗器件,带走设备约70%的热量,剩下30%的热量还需通过机房空调或液冷背门以风冷的方式带走;全液冷则要根据通信设备硬件架构和结构布局定制设计液冷板,以覆盖所有发热器件。单相冷板式液冷技术对通信设备和机房基础设施的改动较小,技术成熟度高,已成为满足芯片高热流密度散热需求、提高数据中心能效、降低总体拥有成本(TCO)的有效方案。


两相冷板液冷系统架构和单相液冷板液冷类似,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内冷凝成液态,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,能满足超高热流密度散热需求,但目前技术成熟度较低,相关产业链还有待完善。


液冷板相关企业动态


在液冷板领域,很多企业都积极进行布局。凌云工业获得电动汽车电池包液冷板专利,其设计的液冷板通过凸槽和凹槽的配合,在液冷板上板和液冷板下板之间形成若干组分别与进液口、出液口连通的纵向长直流道,提高了液冷板的换热效果。


AI驱动促使液冷技术不断迭代。由于AI新平台功耗可能高达2000W以上,现有的散热方案无法满足需求,英伟达要求供应商开发全新的“微通道水冷板(MLCP)”技术,其单价是现有散热方案的3至5倍。不过,MLCP作为新兴技术,液体渗透率和量产良率风险还比较高,距离量产至少还需要3至4个季度。


英伟达供应商Boyd(宝德)近日宣布,已向超大规模数据中心交付五百万块液冷板。该公司主要从事液冷板的设计和批量生产,以满足高性能AI计算和数据中心架构直接冷却需求,但未说明这五百万块液冷板的具体客户。


毅昌科技在互动平台表示,公司的液冷板主要应用于储能、动力电池、整车控制器上,并且已成功进入充电桩领域,相关产品已实现量产,但目前尚未涉足算力、氢能源领域。


随着数据中心、电动汽车等领域对散热需求的不断增加,液冷板技术将持续发展,相关企业也将面临新的机遇和挑战。


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