在AI算力爆發(fā)的當下，單顆GPU功耗已突破1200W（NVIDIA Blackwell架構(gòu)），熱流密度高達1000W/cm2，傳統(tǒng)風冷散熱已觸及物理極限。作為直接貼合GPU/CPU的熱管理中樞，液冷散熱模組通過液體介質(zhì)（導熱系數(shù)約為空氣的25倍）構(gòu)建高效傳熱路徑，使數(shù)據(jù)中心PUE（電能利用效率）從風冷的1.5+降至1.1以下，成為支撐千瓦級芯片的核心組件。該模組位于服務(wù)器主板核心區(qū)，其中冷板（Cold Plate）直接覆蓋GPU/CPU芯片表面，通過微通道與冷卻液進行熱交換；而熱管/均溫板（Vapor Chamber）則嵌入芯片與冷板之間，實現(xiàn)三維熱擴散。
1. 熱管與均溫板
熱管與均溫板作為熱量擴散引擎，其核心功能是將點狀高熱流密度（>500W/cm2）擴散至面狀（<50W/cm2），有效避免局部過熱問題。由于GPU等芯片的熱流密度越來越高，傳統(tǒng)的散熱方式已難以滿足需求。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，散熱技術(shù)領(lǐng)域涌現(xiàn)出多項革新設(shè)計。其中最具代表性的是銅基均溫板技術(shù)，它采用內(nèi)部毛細銅網(wǎng)結(jié)合純水工質(zhì)的設(shè)計，利用相變原理實現(xiàn)高達10,000 W/m·K的導熱效率，這一數(shù)值是純銅導熱效率的25倍。另一個突破性設(shè)計是微槽道均溫板（如Furukawa方案），通過優(yōu)化流道結(jié)構(gòu)，不僅實現(xiàn)了400W/cm2的熱通量承載能力，還將面積利用率提升了5倍。 這些創(chuàng)新設(shè)計通過不同的技術(shù)路徑，共同解決了高功率密度芯片的散熱難題。銅基均溫板側(cè)重于提升導熱效率，而微槽道設(shè)計則著重優(yōu)化熱流分布和空間利用效率。它們的協(xié)同應(yīng)用，使得現(xiàn)代散熱模組能夠更好地應(yīng)對日益增長的散熱需求。
2. 冷板組件
作為模組中價值占比最高（45%-60%）且技術(shù)壁壘最強的組件，冷板直接決定散熱效率上限：
| 冷板類型 | 熱導率(W/m·K) | 熱阻(°C/W) | 適用場景 |
|---|---|---|---|
| 純銅冷板 | 401 | 0.03-0.05 | 1200W+ GPU |
| 鋁合金冷板 | 237 | 0.08-0.12 | ≤800W中功率芯片 |
銅冷板核心優(yōu)勢：熱膨脹系數(shù)（17ppm/K）與硅芯片（2.6ppm/K）更匹配，減少熱應(yīng)力變形；天然耐堿性腐蝕，適配去離子水冷卻液。
3. 冷卻液循環(huán)系統(tǒng)
冷卻液循環(huán)系統(tǒng)是液冷散熱的核心動力，其性能直接影響散熱效率與可靠性。目前主流冷卻介質(zhì)包括去離子水和氟化液，他們各具特色。
- 去離子水憑借4.18 kJ/kg·K的高比熱容成為冷板式液冷首選，但需維持>1MΩ·cm的電阻率并添加緩蝕劑。阿里云通過嚴格水質(zhì)管控，將年腐蝕速率控制在0.05mm以下。
- 氟化液（如3M Novec 7100）因出色的絕緣性（>35kV/mm）和不可燃特性（閃點>200℃）成為浸沒式液冷主流。Solvay新一代產(chǎn)品將腐蝕速率降低70%，大幅提升可靠性。
磁懸浮水泵技術(shù)實現(xiàn)重大突破：無接觸設(shè)計使壽命達10萬小時，功耗降低60%，如EBARA MAGdrive系列噪聲<35dB，響應(yīng)速度達毫秒級。智能控制系統(tǒng)應(yīng)用PPO算法，實時監(jiān)測10余項參數(shù)，預(yù)測熱負荷變化，流量調(diào)節(jié)精度±2%。Google實測顯示，在TensorFlow訓練中泵系統(tǒng)能耗降低43%。
為確保穩(wěn)定運行，系統(tǒng)采用316L不銹鋼管路和FFKM密封件，配備電化學傳感器實時監(jiān)控。騰訊天津數(shù)據(jù)中心通過雙重密封等設(shè)計，實現(xiàn)5年零泄漏運行。
隨著技術(shù)進步，冷卻系統(tǒng)正向更高效、更智能方向發(fā)展，為高功率芯片提供可靠保障。
4. 熱界面材料
|
|
|
|
|---|---|---|
| 傳統(tǒng)硅脂 | 3-5 | 界面熱阻高，易老化干裂 |
|
|
80+ | 熱阻降低60%，適配3D芯片封裝 |
| 釬焊合金 | 200+ | 永久密封，無老化問題 |
增材制造技術(shù)為銅冷板帶來精密革命
綠激光3D打印利用銅對532nm波長激光的高吸收率（40%），實現(xiàn)了0.2mm微通道的精密成形。通過TPMS（三周期最小曲面）結(jié)構(gòu)設(shè)計，有效散熱面積可擴大900%，整體熱性能提升48%。電子束增材制造則在真空環(huán)境中完成加工，支持點陣結(jié)構(gòu)與隨形流道的一體化成型，孔隙率可調(diào)范圍達10-90%，孔徑精度控制在1-3mm。
仿生流體設(shè)計顯著提升散熱效率
斜鰭片技術(shù)（Oblique Fin）通過打破層流邊界層，增強湍流效果，使換熱效率提升30%。毛細血管仿生設(shè)計的微網(wǎng)格結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了冷卻液的持續(xù)高效更新，將GPU芯片的溫差嚴格控制在±0.5℃以內(nèi)，確保溫度分布的均勻性。
智能熱管理系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)精準調(diào)控
基于LSTM模型的數(shù)字孿生系統(tǒng)可預(yù)測冷卻液腐蝕速率，提前30天預(yù)警潛在失效風險。在浸沒式液冷中，兩相流控溫技術(shù)利用冷卻液的相變吸熱特性，使散熱效率較單相模式提升50倍，為高功率芯片提供更高效的動態(tài)熱管理方案。
| 公司 | 散熱模組及相關(guān)產(chǎn)品 |
| 臺達電子 | 電源管理與散熱解決方案；液冷基礎(chǔ)設(shè)施（冷板液冷、浸沒液冷、冷板、液冷組件等） |
| 奇鋐科技 | CPU散熱器、散熱片、風扇、筆電散熱模組、石墨、熱管、3D VC均熱板模組及液冷系統(tǒng) |
| 雙鴻科技 | NB散熱模組、服務(wù)器散熱模組等 |
| 尼得科 | 帶物聯(lián)網(wǎng)功能的散熱器、熱管、蒸氣室（均溫板）、熱模塊及液冷系統(tǒng) |
| Cooler Master | 液冷板、Manifold、CDU等AI散熱產(chǎn)品 |
| 威鉑馳 | 單相液冷板、冷媒直液板、PTC加熱器、HP/VC散熱模組等 |
| 飛榮達 | 電磁屏蔽、熱管理與輕量化解決方案 |
| 中石科技 | 石墨材料、導熱界面材料、EMI材料；熱模組（VC、液冷模組等） |
| 寶德 | 3DVC開發(fā)與制造；廣泛產(chǎn)品線（小型鋁擠散熱片到設(shè)備級散熱解決方案） |
| 健策精密 | 水冷式散熱模組 |
| 立訊精密 | 消費電子、汽車、企業(yè)通訊產(chǎn)品的散熱模塊 |
| 立敏達 | 散熱片、散熱器、散熱模組 |
| 領(lǐng)益智造 | 精密功能件、結(jié)構(gòu)件、模組等 |
| 江蘇精研 | 精密結(jié)構(gòu)件、汽車塑膠件、動力、熱能、ODM和智能制造 |
| 蘇州天脈 | 熱管、均溫板、導熱界面材料、石墨膜等 |
| 微焓科技 | 液冷、風冷、兩相傳熱技術(shù)產(chǎn)品及熱管理系統(tǒng) |
| 銳萊熱控 | 液冷板、單相/兩相流體回路系統(tǒng)、VC、相變板等 |
| 瑩帆科技 | 高端定制化散熱方案 |
| 東吉散熱 | 水冷板、大功率熱管散熱器、LED散熱器等 |
| 大圖熱控 | 液冷板、分水器、快接頭、管路、漏液檢測線 |
| 華創(chuàng)熱控 | 散熱模組、液冷板、均溫板和脈動熱管等 |
| 艾科美 | 系統(tǒng)熱控方案設(shè)計、核心熱控器件研制等 |
| 深圳壘石 | 石墨散熱膜、散熱分析/設(shè)計/測試/咨詢服務(wù) |
| 龍輝科技 | 熱管、均溫板（常規(guī)/薄/3D VC） |
| 生益興 | 熱管、VC、模組（手機管、超薄VC等） |
| 安敏瑞 | 液冷板、整體液冷系統(tǒng)；風冷散熱器、風扇等 |
| 同?？萍?/td> | 網(wǎng)通/消費、PC/服務(wù)器、能源、車載散熱設(shè)計與制造 |
| 廣州華鉆 | 熱管、熱板、熱柱、3D VC、水冷頭 |
| 英維克 | 精密溫控節(jié)能解決方案與產(chǎn)品；液冷散熱核心部件（水冷板、快速接頭等） |
| 毫厘機電 | 液冷板、液冷系統(tǒng) |
提示：本文梳理了全球30+家液冷散熱模組代表企業(yè)及產(chǎn)品，但行業(yè)技術(shù)迭代迅速，新銳企業(yè)不斷涌現(xiàn)。若您了解其他具有技術(shù)特色或市場影響力的企業(yè)，或發(fā)現(xiàn)文中信息需要更新修正，歡迎補充指正。我們將持續(xù)完善內(nèi)容，共同推動行業(yè)知識庫建設(shè)。
液冷散熱模組正經(jīng)歷從功能組件到算力基座的范式轉(zhuǎn)變：
材料革新：銅的導熱基因+增材制造釋放設(shè)計自由度，支撐熱流密度向1500W/cm2邁進；
智能升級：AI動態(tài)調(diào)控使散熱功耗占比從30%（風冷）壓至5%以下；
生態(tài)重構(gòu)：冷板標準化（如OCP Open Rack V3）推動液冷模組從“定制奢侈品”變?yōu)椤胺?wù)器標配”。
當液冷滲透率在2025年突破45%，這場由銅材與流體力學共舞的散熱革命，將成為解鎖Zettascale級算力的關(guān)鍵密鑰。
節(jié)型分集水器.jpg)
