本篇报告重点分析以下内容：数据中心液冷技术发展背景；当前主流冷却方式（冷板式与浸没式）的应用场景及优缺点；两类液冷方案所用冷媒的技术差异与前沿进展。
数据中心高散热需求推动液冷技术发展
芯片制造与冷却技术历经三个阶段：
- 2000–2010年：通过提升设备功率增强性能；
- 2010–2018年：采用多核架构提升算力；
- 2018年至今：多核红利减弱，提高功率成为主要路径。
随着AI技术快速发展，GPU等高性能芯片功耗持续攀升。目前H100/H200芯片设计功耗达700W，B200达1000W，GB200整机柜功耗高达2700W。CPU散热设计功耗也已达350~500W。
高功率密度带来巨大散热压力，智算中心单机柜热密度迅速上升。传统风冷系统受限于建筑空间和运营成本，散热上限普遍为20kW/柜，难以满足未来需求。液冷技术以液体替代空气作为冷却介质，直接或间接接触发热元件，显著提升散热效率，已成为支撑高密度数据中心发展的关键技术。
冷板式液冷：单相与双相技术并行发展
单相冷板式液冷
英特尔与快手采用混合液冷方案，仅对CPU进行水冷，其余部件仍使用风冷，实现散热性能、PUE与TCO的最优平衡。
常用冷却介质包括乙二醇、甘油和去离子水。其中去离子水在传热性能和成本方面优势明显，是主流选择。为防止腐蚀和微生物滋生，通常添加抑制剂以延长系统寿命、避免管路堵塞。
双相间接式液冷
单相冷却不涉及相变，因水具有高沸点和优良热性能，理论上适合作为冷却介质，但存在泄漏风险，限制其广泛应用。
双相冷却利用制冷剂吸收热量后发生汽化，通过相变高效传递热量，蒸汽经压缩冷凝后循环使用。该技术温度梯度小、传热速率快，适用于更高热负荷场景。可选低沸点绝缘流体较多，技术灵活性强。
浸没式液冷：冷却液性能要求严苛
浸没式液冷中冷却液直接接触电子元件，需具备优异的绝缘性、传热性及环境友好性。理想冷却液应满足低介电常数、低全球变暖潜值（GWP）、良好化学稳定性等指标，但现有材料难以兼顾所有特性。
氟化液成主流方向
根据分子结构，浸没式冷却液可分为四类：氢氟饱和化合物（如氢氟烃、氢氟醚）、氢氟不饱和化合物（如氢氟烯烃）、全氟饱和化合物（如全氟烷烃、全氟聚醚）和全氟不饱和化合物。
综合介电常数、GWP值与合成难度评估，低介电、易合成且性能稳定的氟化液更具应用前景，主要包括：全氟烃、全氟烯烃、全氟胺、全氟聚醚。
全氟聚醚：替代传统氟碳材料的理想选择
全氟聚醚（PFPE）是由碳、氧、氟组成的长链聚合物，具备极高的化学稳定性、抗氧化性和抗腐蚀性。其碳氟键能高于碳氢键，且氟原子对分子骨架形成屏蔽效应，提升了整体耐久性。
相较于传统氟碳材料，PFPE引入氧元素形成醚键结构，具备更好的生物可降解性与更低毒性，被视为PFAS类物质的有效替代方案，在高端数据中心液冷领域具有广阔应用潜力。
