中国信通院：智算中心液冷产业全景研究报告（2025年）

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中国信息通信研究院云计算与大数据研究所 2025年8月 智算中心液冷产业全景研究 报告 (2025 年) 版权声明 本报告版权属于中国信息通信研究院，并受法律保护。 转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的，应 注明“来源：中国信息通信研究院”。违反上述声明者，本院 将追究其相关法律责任。 前 言 算力时代的蓬勃浪潮正深刻重塑着底层基础设施的发展格局，传 统数据中心正加速向以高密度、高算效为主要特征的智算中心迭代演 进。为破解 IT 设备散热难题，并有效控制运行能耗，智算中心采取 了一系列技术革新，其中的一项关键举措便是应用液冷技术。 本报告以智算中心液冷技术为核心切入点，聚焦液冷产业链的上、 中、下游各环节，涵盖液冷系统关键零部件、液冷 IT 设备、液冷整 体解决方案及液冷智算中心实践等重要领域。通过梳理和分析各细分 市场产业竞合情况、前沿技术、热点产品以及未来发展趋势，旨在多 维度、立体化呈现智算中心液冷产业的整体图景与发展脉络。 为推动我国算力领域液冷产业实现高质量发展，本报告认为，在 巩固优势方面，应持续培育壮大液冷产业市场，充分释放市场规模效 应；在弥补短板方面，应强化应用牵引，加快关键核心技术研发与创 新突破；健全标准规范体系，推动协同创新与开放解耦。 由于智算中心液冷市场产业链条长，关联覆盖广，报告内容疏漏 在所难免，敬请读者给予批评指正。 如需交流建议，欢迎联系报告团队：dceco@caict.ac.cn。 目 录 一、政策与需求合力推动液冷产业蓬勃发展........................................................... 1 （一） 我国智算中心迈向提质增效新阶段...................................................... 1 （二） 液冷系统重构智算中心散热新范式...................................................... 1 二、不同技术路径呈现出多样发展态势................................................................... 2 （一） 冷板式液冷技术应用广泛...................................................................... 3 （二） 浸没式液冷技术稳步发展...................................................................... 4 三、智算中心液冷产业全景态势............................................................................... 5 （一） 全景态势.................................................................................................. 5 （二） 液冷系统零部件...................................................................................... 8 （三） 液冷 IT 设备...........................................................................................21 （四） 液冷系统技术服务................................................................................ 29 （五） 液冷技术应用赋能................................................................................ 35 四、智算中心液冷产业发展建议............................................................................. 38 （一） 加速技术研发迭代，探索多领域应用场景........................................ 38 （二） 加强标准规范制定，引导产业全链条有序发展................................ 39 （三） 推动分类分级与权责划分，健全液冷产品质量控制体系................ 40 （四） 强化产业链协作，构建良好的液冷产业链生态循环........................ 41 图 目 录 图 1 冷板式液冷系统原理图.............................................................................. 3 图 2 浸没式液冷系统原理图.............................................................................. 5 图 3 智算中心液冷产业规模测算...................................................................... 6 图 4 智算中心液冷产业全景.............................................................................. 7 图 5 冷板领域...................................................................................................... 8 图 6 冷却液领域................................................................................................ 10 图 7 快速接头领域............................................................................................ 12 图 8 冷量分配单元（CDU）领域....................................................................14 图 9 一次侧系统领域........................................................................................ 16 图 10 冷却介质槽领域...................................................................................... 18 图 11 液冷管路及阀门组件领域.......................................................................20 图 12 冷板式液冷服务器领域.......................................................................... 22 图 13 浸没式液冷服务器领域.......................................................................... 24 图 14 液冷交换机领域...................................................................................... 26 图 15 液冷光模块领域...................................................................................... 28 图 16 液冷机柜系统解决方案领域.................................................................. 30 图 17 液冷机房级解决方案领域...................................................................... 32 图 18 液冷智控系统领域.................................................................................. 33 图 19 液冷智算中心建设领域.......................................................................... 35 图 20 液冷智算中心服务.................................................................................. 37 智算中心液冷产业全景研究报告（2025 年） 1 一、政策与需求合力推动液冷产业蓬勃发展 （一）我国智算中心迈向提质增效新阶段 算力结构持续优化，智算中心加速布局。近年来，我国智能算力 规模持续扩大，智能算力占算力总规模比重进一步提升。截至 2025 年 6 月，我国智能算力规模达到 788 EFLOPS（FP16）。智能算力的 旺盛需求同样带动了智算基础设施建设热潮，我国境内拟建、在建、 已建成的智算中心项目数量持续突破，项目地点遍布 30 余座城市， 已成为我国综合算力基础设施体系中的重要组成部分。 节能降碳政策频出，推动绿色技术深化应用。2024 年我国算力 中心总耗电量达到 1660 亿 kW·h，约占全社会总用电量的 1.68%。为 引导我国算力基础设施实现绿色低碳高质量发展，国家有关部门出台 了一系列政策举措，鼓励液冷等节能技术应用。国家发展改革委等四 部门联合印发的《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》提出，“因 地制宜推动液冷、蒸发冷却、热管、氟泵等高效制冷散热技术，提高 自然冷源利用率”。工业和信息化部等六部门联合印发的《算力基础 设施高质量发展行动计划》提到，“支持液冷、储能等新技术应用”。 （二）液冷系统重构智算中心散热新范式 液冷技术可显著降低智算中心运营成本。液冷是一种新兴的智算 中心散热形式，其相较于传统风冷散热方案更为简化，取消了冷水机 组、空调末端等高能耗设备。借助冷却工质较高的比热容与优异的导 热性能，液冷系统能够支持智算中心单机柜功率密度轻松突破 40kW。 对智算中心运营方而言，引入液冷技术有助于降低后期运维成本与能 智算中心液冷产业全景研究报告（2025 年） 2 源支出。同时，在面对土地资源紧张、土建成本高昂等诸多不利条件 时，可通过部署液冷系统解决服务器高密部署的散热难题，以实现算 力规模扩展与初期投资的高效平衡。施耐德电气曾对采用不同散热技 术的高功率密度部署场景进行了比较分析，结果显示，在假设算力规 模相同时，对于单个机架功率为 20kW 的场景，使用液冷技术可以比 传统的风冷方案节省大约 10%的投资成本；而当单个机架功率增加到 40kW 时，这一比例上升到了 14%。 液冷技术可解决 AI 服务器高功率密度下的散热难题。智算中心 部署的 AI 服务器通常由内部搭载的 GPU（Graphics Processing Unit， 图形处理器）等各类计算芯片承担计算任务。在芯片设计层面的不断 优化和异构技术的加持下，虽然芯片制程逐渐逼近硅基材料的晶格结 构和物理特性极限，但单个芯片的功耗仍然增加迅速。根据实验数据， 当芯片功率超过 300W 时，传统风冷系统散热能力便已失效，芯片热 失控风险急剧升高。液冷技术利用液体比热容高于空气的优势，通过 与发热元器件紧密结合，实现对芯片精准散热，芯片结温可降低约 15℃至 25℃，充分满足了高密部署场景下的芯片散热需求。 二、不同技术路径呈现出多样发展态势 智算中心液冷散热系统主要有三种形式，分别为：冷板式液冷系 统、浸没式液冷系统和喷淋式液冷系统。从工程应用进展来看，冷板 式液冷系统与浸没式液冷系统均已实现规模化部署，呈现良好发展态 势。喷淋式液冷系统受限于喷嘴结构设计等硬件因素，以及冷却液射 流或喷雾在温度均匀性和传热特性等微观层面的局限，实际工程实践 智算中心液冷产业全景研究报告（2025 年） 3 较少，其发展有待进一步观察。 （一）冷板式液冷技术应用广泛 系统成熟可靠，工程实践广泛。冷板式液冷技术发展时间较早， 在航空航天、新能源汽车等领域均具备深厚的工程实践积累。智算中 心冷板式液冷系统主要包括：冷板、管路、快速接头、分液歧管、冷 量分配单元与室外一次侧冷却设备等组件。冷板通常是由铜、铝等高 导热金属构成的封闭腔体，服务器芯片等发热元件通过导热界面材料 与冷板贴合，热量经导热界面材料传递到冷板上，并通过冷板内部冷 却液循环带走热量。系统的各部分组件多由常规材料制成，生产工艺 较为成熟，利于工程实施与规模化应用。此外，IT 设备与冷却液工 质采用间接接触方式，不必过多考虑服务器设备材料与冷却液的兼容 性问题，进一步降低了系统应用门槛。 来源：中国信息通信研究院 图 1 冷板式液冷系统原理图 兼顾性能与成本，是液冷系统落地的现实首选。现有智算中心散 智算中心液冷产业全景研究报告（2025 年） 4 热设计以风－液混合形式居多，即针对服务器芯片等局部热点采用冷 板散热，而机房内其他热负荷则由精密空调承担。冷板式液冷系统在 基础设施架构与运维模式上与风冷系统高度兼容，可充分借鉴成熟的 风冷设计与运维经验，具备良好的工程落地基础。此外，对于风冷智 算中心改造项目，采用冷板式液冷改造方式无需对服务器芯片及其他 组件进行重大修改或大规模替换，可最大限度保留服务器主板原有形 态，方案实施难度低、改造周期短、综合成本可控，具备较强的可操 作性与推广价值。 （二）浸没式液冷技术稳步发展 浸没式液冷在二次侧实现了 100%液体冷却，节能效果更优。浸 没式液冷系统由浸没箱体、冷却液、冷量分配单元、室外一次侧冷源 等组成，通过将服务器完全浸没于特殊定制的浸没箱体中，并与箱体 内绝缘的冷却液直接进行热交换，该系统在换热效率方面具有明显优 势，节能效果更为显著。根据实际工程案例和测试数据，采用浸没式 液冷方案的算力中心 PUE（Power Usage Effectiveness，数据中心能效 比）可达到 1.05 甚至更低，而传统模式下的算力中心的 PUE 值通常 在 1.3 以上。 智算中心液冷产业全景研究报告（2025 年） 5 来源：中国信息通信研究院 图 2 浸没式液冷系统原理图 单相浸没系统具备运维优势，两相浸没技术面向极致散热需求。 浸没式液冷按冷却液相态是否发生变化可分为单相式和两相式两类。 单相浸没式系统采用高沸点冷却液，散热过程中冷却液始终保持液态， 挥发损耗低，热力过程稳定。结合开放式箱体设计，服务器组件的维 护与更换较为便利。两相浸没式液冷则将服务器完全浸没于密闭箱体， 冷却液吸热沸腾汽化，蒸汽在顶部冷凝后回流完成循环。该过程可凭 借汽化潜热实现更高效的热量转移，但对冷却液性能，如：高热稳定 性、窄沸程、高汽化潜热等要求严苛。同时，系统须具备良好的密封 性与承压能力。因此，该技术更适用于高热流密度场景下的极致散热 需求。 三、智算中心液冷产业全景态势 （一）全景态势 现阶段，随着液冷技术趋于成熟可靠，业界对液冷系统的认可度 正不断提升，我国液冷市场规模逐年扩大。根据中国信息通信研究院 智算中心液冷产业全景研究报告（2025 年） 6 测算，2024 年我国智算中心液冷市场规模达到了 184 亿元，较 2023 年同比增长 66.1%。预计未来经过 5 年增长，到 2029 年我国智算中 心液冷市场将达到约 1300 亿元。 来源：中国信息通信研究院 图 3 智算中心液冷产业规模测算 智算中心液冷产业链涵盖上游的零部件及 IT 设备、中游技术服 务，以及下游应用场景三个核心环节。三者相互依存，紧密协作，共 同决定了液冷智算中心的底层支撑能力、应用部署门槛、运行效率及 综合赋能价值。本报告围绕冷板式液冷与浸没式液冷两大主流技术路 径，对智算中心液冷产业链进行梳理，旨在充分展现产业全景。 智算中心液冷产业全景研究报告（2025 年） 7 图 4 智算中心液冷产业全景 来源：中国信息通信研究院 智算中心液冷产业全景研究报告（2025 年） 8 （二）液冷系统零部件 液冷系统涉及多类零部件。冷板和快速接头是冷板式液冷系 统在机房侧（即二次侧）的特有组件。冷却介质槽是浸没式液冷 系统在二次侧的重要组成单元。冷却液、冷量分配单元、一次侧 冷源、管路及阀门组件是两类液冷系统的通用组成部分。 1.冷板 （1）领域全景 来源：中国信息通信研究院 图 5 冷板领域 （2）发展态势 冷板通过与发热元件接触实现换热。冷板主要由冷板基板、流道 盖板、流体通道构成。冷板基板为冷板的底层部件，通过界面材料与 发热器件直接接触。流道盖板为冷板的顶层部件，与基板密封形成封 闭的腔体。冷板整体预留有配管或连接口，冷却液流过流体通道，并 通过与流体通道的接触实现换热。冷板的设计形态、加工工艺多样， 智算中心液冷产业全景研究报告（2025 年） 9 主要分为冲压冷板、CNC 加工（CNC machining，计算机数字化控制 精密机械加工）冷板以及圆管冷板。冷板内部流道可根据发热元件的 功率采用不同方案，小功率元件冷板可直接采用 CNC 流道、金属管 嵌管等方案，大功率元件的冷板多采用铲齿工艺。当前，冷板产品的 散热能力已能够全面覆盖主流芯片 TDP（Thermal Design Power，热 量设计功耗），并留有一定裕度。 冷板相变沸腾换热是热点技术方向。两相冷板技术通过冷板组件 内的冷却液吸热发生相变，使绝大部分热量通过汽化潜热的方式被高 效带走，因此散热能力更优。同时，冷却液在相变区域基本维持在饱 和温度附近，显著减小了液体流动导致的纵向温度梯度，冷板与芯片 传热接触面的温度分布更加均匀。两相冷板可通过优化内部流道结构 或应用硅基材料、纳米复合材料等高导热系数材料，以强化内部相变 换热过程。由于需要应对冷却液汽－液相态变化带来的压力剧烈波动、 防止制冷剂蒸汽外溢，并尽可能减小局部阻力对系统整体压降的影响， 两相冷板系统对冷板组件的承压能力、密封性以及流道结构的要求更 高，系统的整体成本和工程控制难度也显著高于单相冷板。尽管如此， 仍有企业看好