液冷板:液冷技术的关键角色

科技IT
2025 10-13 18:13:32
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冷板液冷:高热流密度散热的主力方案与行业动态

面对芯片和高性能设备日益增长的热流密度需求,液冷技术正成为主流散热手段。根据冷却液是否与发热源直接接触,液冷方案大致分为两类:接触式(如浸没式、喷淋式)和非接触式。其中,非接触式冷却以冷板液冷为典型代表,因其成熟的工艺和高效的散热性能备受关注。

冷板式液冷方案详解

冷板液冷主要利用微通道增强换热,通过金属液冷板(常用铜或铝)将设备热量间接传递给流动的冷却液,随后由冷却液将热量带出系统。这一过程中,冷板、冷却管路和冷却介质相互协作,完成功耗转移。

完整的冷板式液冷系统通常包括冷却塔、冷却分配单元(CDU)、循环管路(一次侧和二次侧)、冷却介质以及专用机柜。其工作原理可简单概括为:芯片等发热元件与冷板紧密相贴,产生的热量通过冷板传递给在内腔流动的冷却液。在CDU的循环泵驱动下,冷却液带着吸收的热量流向换热器,与一次侧冷却液交换热能,完成降温循环。最终,冷却塔负责将整个系统的废热排向室外。

冷板液冷又可细分为单相与两相两种技术路线。

单相冷板液冷是当前的主流,其冷却液在整个升温和降温过程中不会发生气液相变。根据冷板布局不同,又分局部与全覆盖型。局部液冷主要针对高热设备元件,将70%附近的热量有效带走,剩余部分仍交由传统风冷处理;而全液冷则需根据具体设备专门定制液冷板,实现全部热负载由冷却液负责。单相冷板液冷方案改造难度低,技术成熟,现已成为数据中心等领域提升效率、降低能耗和总体成本的理想方案。

两相冷板液冷则是在吸收热量环节利用冷却液相变(汽化和冷凝),大幅提升了单位面积的散热能力,可满足每平方厘米300瓦及以上的极端需求。尽管其潜力巨大,但现阶段技术体系未完全成熟,相关产业链仍在完善之中,短期内大规模商用尚待时日。

行业企业及技术动态

液冷板赛道上,中外企业积极布局,创新层出不穷。如凌云工业在电池包液冷板专利上的突破,运用特殊凹凸槽结构设计,有效提升了换热效率。

AI行业的高能耗推动液冷持续升级。例如,英伟达新AI平台的单卡功耗高达2000W,需要新一代微通道水冷板(MLCP)支持,单价较现有方案高出3至5倍,但该技术的渗透率及量产工艺门槛依然较高,成熟稳定供货尚需数个季度。

上游供应商如Boyd公司已累计向大型数据中心交付超五百万块液冷板,显示高性能计算领域的巨大需求。毅昌科技也通过液冷板产品切入储能、电动汽车动力电池和充电桩等领域,实现了产品量产和业务扩展。当前,虽然其在算力和氢能源领域的布局尚未展开,但存量市场已形成较强的技术护城河。

结语

在数据中心和新能源汽车等典型应用场景持续升级下,液冷板技术正成为未来散热新基准。随着相关技术日益成熟和企业积极投入,液冷板行业面临着前所未有的新机遇与挑战,将引领热管理领域迎接下一轮创新发展。

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