随着AI计算需求的持续增长,服务器单机功率和机柜功率密度不断提升,对散热系统的要求同步提高。
传统风冷方式在当前功率水平下仍具备一定适用性,但其散热能力逐步逼近极限,系统设计中留给散热的空间明显压缩。液冷技术因此成为数据中心和AI服务器领域的重要选项,并正在从局部应用向更大规模部署推进。
液冷并非新技术,但在算力需求快速增长、电源功率不断提升的背景下,其工程意义正在发生变化。
当前行业关注的焦点,不再是“是否需要液冷”,而是如何在不同应用场景中选择合适的液冷形式,如何在保证可靠性的前提下进行系统级设计调整,以及如何评估不同液冷方案对电源架构、器件选型与材料体系的具体影响。
当前,液冷方案主要存在两种主流路径,它们适用于不同的场景,也带来了不同的设计挑战。
冷板式液冷虽具备较高工程成熟度,但在实际应用中仍面临散热不均、热阻链路复杂、结构耦合度高等问题。冷板与器件贴合质量、导热界面材料性能及液路布局,成为影响系统可靠性的关键因素。
浸没式液冷在散热效率方面表现更为突出,但对整机结构、器件封装和材料兼容性提出了更高要求,仍处于持续验证和优化阶段。两种技术短期内将并行发展,并根据算力密度、建设方式和应用场景进行分化。
液冷应用的发展,对电源系统产生了直接影响。随着功率密度不断上升,传统12V供电架构在传输损耗和线缆截面积上的局限逐步显现,48V供电方案在高功率场景中的优势开始显现。电源系统正逐步从以往的集中式架构,向更加灵活的拓扑结构演进,同时推动电源模块向更高功率等级与更高效率水平发展。
在电源架构变化的同时,磁性元件的设计逻辑也在发生调整。随着器件趋于高频化与高功率密度,磁性器件普遍朝着集成化、扁平化方向发展,以适应更紧凑的系统布局和新的散热方式。
液冷环境对磁性材料本身提出的要求,与风冷系统并非完全一致。尤其在浸没式液冷条件下,器件长期处于冷热循环与介质接触环境中,材料的热稳定性、结构可靠性和抗环境退化能力更为关键。行业正在围绕居里温度、损耗控制和材料韧性等指标持续优化材料体系,并通过样机验证和应用试验积累可靠性数据。
除磁性器件、材料外,胶粘剂与灌封材料在液冷系统中的作用也日益突出。在风冷系统中,胶水多用于结构固定与局部绝缘;在液冷环境下,其同时承担密封、导热和绝缘等多重功能,对耐液性、电气性能与热稳定性提出更高要求。导热绝缘胶、灌封胶等材料在系统可靠性中的作用正在被重新评估,其性能水平已成为影响系统长期运行的重要因素之一。
从产业层面来看,液冷应用并未形成完全统一的技术路线。整机厂、电源厂、磁性元件企业与材料厂商仍处于协同探索阶段,不同环节的技术边界在不断调整。标准体系尚未完全建立,工程经验仍在持续积累。液冷的规模化应用,仍有赖于多方在系统验证、材料测试与可靠性评估方面的长期投入。
本专题通过对多位专家与产业从业者的访谈,围绕液冷技术路径、电源架构调整、磁性器件演进以及胶粘剂技术变化等议题,系统梳理了液冷背景下服务器电源领域正在发生的技术转变,力求呈现行业内的真实进展与主要观点,为读者提供参考信息与观察框架。
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