随着AI服务器功率密度持续攀升，传统风冷方案正逐步逼近极限。单机柜功率从过去的二三十千瓦，快速跃升至如今的几百千瓦，对散热提出了极致要求。高热流密度使散热系统成为制约服务器性能释放的关键瓶颈。在这一背景下，液冷散热不再只是“可选技术”，液冷散热正逐步演变为高性能服务器的基础能力。

与风冷相比，液冷散热带来的不仅是散热方式的升级，更是在系统层面引发一系列连锁反应：电源结构向更高电压等级演进，磁性元件走向高度集成和平面化，灌封胶和导热材料被推向可靠性与极限性能的双重考验。从冷板式液冷散热到浸没式液冷散热，从12V到48V，液冷散热正在重塑服务器电源散热设计的底层逻辑。

本文围绕液冷散热技术路径之争、电源架构调整、磁性器件和材料革新以及胶粘剂性能挑战等多维度展开，结合多位行业专家观点，梳理液冷散热浪潮下的关键技术变局。

以下为文章导览：

一、液冷散热的分类及对电源架构的影响

二、液冷散热对器件、材料提出的要求及厂商的解决措施

三、液冷散热对胶材提出的要求及厂商的解决方案

一、液冷散热的分类及对电源架构的影响

1、您认为哪种液冷散热技术(冷板式液冷散热/浸没式液冷散热)会率先成为主流?

金升阳 刘富兴：目前液冷散热技术领域预计将呈现两种主流技术并存的格局，但从短期发展来看，冷板式液冷散热技术的应用推广速度会更快一些。

两种液冷散热技术各有优势，具体取决于应用场景。冷板式液冷散热在改造成本和系统兼容性方面具有明显优势，尤其在对现有服务器电源散热进行改造时，无需对基础设施架构进行大规模调整即可实施，这使得服务器电源散热应用门槛相对较低。

相比之下，浸没式液冷散热由于需要将设备直接浸入冷却液中，对元器件的封装工艺和要求更高，整体实施成本也较高，且当前浸没式液冷散热技术成熟度相对较低，因此推广进度较为缓慢。

浸没式液冷散热的主要优势在于其散热效率。冷板式液冷属于间接导热方式，散热效果有一定局限;而浸没式液冷散热通过冷却液与元器件表面直接接触，能够实现更高效的热量传递，因此浸没式液冷散热在散热性能方面显著优于冷板式液冷散热技术。

浸没式液冷电源 图/欧陆通

2、在液冷散热系统中，服务器的供电架构正在发生哪些关键变化?

杨玉岗教授：服务器电源为了加大功率，其物理形态正朝着长度增加的方向发展，而宽度和高度保持不变，采用类似抽屉式的模块化设计。功率等级从过去的500W不断提升，现已达到1000多瓦、2000多瓦，甚至4500W，未来可能迈向10至11kW。

在架构类型上，对于服务器而言，分布式电源更为普遍。其供电架构正从传统的400V转至12V的方案，向更高效率的800V转至12V的方案以及48V直接转换至1V(为CPU/GPU供电)的方向演进，例如直接为英伟达的GPU供电。

目前服务器电源的主流电压转换路径仍多为400V变至12V或6V，再由12V或6V转至1V。而未来的发展趋势是采用额定800V转至12V或6V的方案，以及800V转至48V(实际工作范围在40V至60V之间)，再由48V直接转换至1V的方案。

在这一趋势下，系统的电压变比将更大，集成度将变得更高。一个重要的技术方向是本团队正在研究的高电压变比低绕组匝比平面变压器方案，适应高电压变比的平面PCB变压器和平面偏线变压器;

另一个重要的技术方向是南航吴红飞教授团队等研究的“异质集成”方案，即将有源器件(如硅基芯片)和无源器件(如磁性材料)在物理上进行深度融合。

具体实现方式包括将开关器件(如第三代半导体氮化镓)嵌入到变压器的窗口内部。这种集成方式能有效减小漏感和线路长度，从而降低杂散参数和开关损耗，最终显著提升电源的效率。

NVIDIA Grace CPU C1 图/英伟达

金升阳 刘富兴：目前主流采用的是12V集中式供电架构，但随着AI计算等高性能应用场景的普及，芯片功耗和单机柜功率密度持续提升，12V架构在传输链路中的损耗问题日益凸显。因此，供电架构正逐步向48V架构转型。

这种转型并非全面替代，而是根据实际功耗需求而定。对于通用服务器，单台功耗在几百瓦至一千多瓦水平时，12V架构仍能保持较好能效;而当单机柜或单机架功率达到数kW级别时，48V架构在降低传输损耗方面的优势更加明显，将成为高功率密度场景的更优选择。

从技术层面看，12V供电采用单级电压转换，可直接转换为CPU所需的1V电压或其他外围设备所需电压。而48V供电目前多采用两级转换方案，即先将48V转换为12V或6V中间电压，再进一步转换为负载所需的最终电压。虽然业界正在研发48V直接转换为1V的技术，但当前在能效表现上仍不及成熟的两级转换方案。

在转换效率方面，两级转换通过分压处理，每一级的转换效率都相对较高。而采用一级直接转换时，由于电压跨度大，磁性元件和功率器件需要承受更大的电流应力，导致元件损耗增加，对元器件性能也提出了更高要求。

关于未来供电架构的发展方向，集中式与分布式将根据应用规模并行发展。对于AI训练、推理等算力需求大、功率密度高的场景，48V集中式供电凭借其低损耗优势将成为必然选择。而对于功率需求较小的应用场景，考虑到两级转换带来的成本增加，继续采用12V架构仍是更经济实用的方案。

Hopper GPU 架构 图/英伟达

CPU/GPU供电用传统片式电感 图/东睦科达

二、液冷散热对器件、材料提出的要求及厂商的解决措施

1、液冷散热方式对磁性材料、磁性元器件提出了哪些要求或者全新的挑战?

杨玉岗教授：液冷技术的应用推动了电源磁性元件设计向集成化、平面化和小型化方向发展。由于液冷散热效率远高于风冷，且系统功率密度需求不断提升(例如同体积机箱从40kW提升至60–80kW)，磁性元件必须更加紧凑。传统风冷系统中，变压器与电感多为独立元件;如今则趋向高度集成，例如将多个变压器与电感集成于一体。

高度集成对服务器电源散热提出了更高要求。采用平板化设计可缩短导热路径，增强服务器电源散热效果。元件底部可设计为类冷板结构，将热量传导至服务器电源散热器，必要时通过液冷系统带走。

杭州铂科电子 丁毅：液冷散热对磁性元器件带来的挑战主要体现在结构设计和材料防腐两方面。风冷需要通过空气流动进行散热，因此器件设计需留出风道;而液冷散热则不需要空气流通，要求结构更紧凑、填充更实，以实现热量通过物体或液体传导的方式散热，这对服务器电源散热设计结构带来颠覆性变化。

此外，浸没式液冷散热的器件需浸泡在油或其他液体中，这些液体可能具有一定的腐蚀性，因此浸没式液冷散热对材料的防腐性能提出更高要求。公司在开发此类电源时，会对所有材料进行提前的浸泡实验，以确保其在液体环境中的稳定性和可靠性。

非浸没式液冷的基础材料与现有磁性器件相同，需要对绝缘材料导热率做要求。而浸没式液冷则要求材料更耐腐蚀、在油中不脱落。标签改用激光印字，胶带、塑胶等也需满足防腐蚀要求。

液冷散热工艺上主要是配合电源厂商设计，液冷散热的材料核心在于稳定性——防腐。国内厂商只要能提供符合油品要求的材料，并通过前期液冷实验验证即可选用。

体积内实现低损耗、高导热、耐油蚀，谁就拿到液冷 AI 服务器电源散热的入场券。

AI服务器电源产品内部图 图/充电头网

东睦科达 汪建国：液冷散热对材料的挑战：

目前，在液冷散热系统应用中，磁性元器件大部分需要采用灌胶工艺。这对其所使用的胶水提出了较高要求，进而对磁性材料本身也带来了新的挑战。

液冷散热变化的核心在于对器件可靠性的考量。在灌胶过程中以及器件后续工作时，会产生高温。

灌封胶在高温下会产生内应力，这就要求磁性元件必须具备足够的机械强度以抵抗该应力，确保性能达标。液冷散热与传统风冷方案无需灌胶、因而无此应力困扰的情况形成了鲜明对比。

应用于AI服务器电源散热的铁镍磁芯 图/东睦科达

液冷散热对磁性元器件的挑战：

为适配冷板式液冷散热，磁性元件外形正从传统风冷所需的高厚形态转向扁平化设计，以使磁芯更紧密贴合冷板，提升导热效率。过高磁芯将阻碍热量传导。

这一趋势要求制造商优化磁芯结构以匹配服务器电源散热路径。但在核心粉末材料上，液冷散热与风冷散热并无本质变化，性能优异的磁性粉末仍以球形颗粒为主，选材主要取决于工作频率。变化主要体现在由服务器电源散热驱动的磁芯形状上，其制造工艺保持稳定。

在液冷散热系统开发中，器件供应商主要配合整机厂商的散热布局提供支持，如底部散热或立体散热方案。立体散热突破传统底部平面散热限制，通过三维冷却水道(如在灌胶模块中为高热部件开设侧槽)直接冷却热点区域，从而提升服务器电源散热效率。

从材料角度看，该液冷散热方案并无本质难点，核心挑战在于磁器件结构需紧密贴合服务器电源散热板布局(无论水平或垂直方向)，以实现高效热传导。因此，液冷技术的关键始终在于构建最优热传导路径。

金升阳 刘富兴：冷板式液冷散热与风冷散热类似，磁性元件均为单侧散热，两面存在温差，冷板液冷散热对元件要求差异不大。

相比之下，浸没式液冷对磁性材料影响更显著。器件整体浸入液冷的冷却液中，会频繁经历冷热冲击——例如在气相浸没中，局部液体的汽化与冷凝会使磁芯处于持续的温度循环中，因此材料需具备更强的抗冷热冲击能力。

耐温方面，传统电源磁性材料耐温约200℃，而浸没式液冷散热常对应更高功率密度与受限体积，要求材料在单位体积损耗更低的同时，居里温度更高。此外，材料最好具有软饱和特性，即感量随电流增加平缓变化，避免在高电流与高温下性能骤降。

综上，浸没式液冷对磁性材料的核心要求可归纳为：抗冷热冲击能力更强、耐温更高、单位损耗更低、居里温度更高，并具备软饱和特性。

2、为了更好地将磁元件的热量导出，您更倾向于磁元件厂商提供怎样的解决方案?

金升阳 刘富兴：在服务器电源散热方向，金升阳目前已完成铂金级服务器电源的全面布局，并同步推进钛金级服务器电源的研发工作。现阶段正在开发的钛金级机型规划功率约为 3200W，同时公司也在进行电源架的预研工作。

在技术方案上，金升阳已采用全国产化方案，未来服务器电源的主要发展方向也将围绕“钛金化”以及“方案国产化”两条路线推进。上述产品和技术规划均面向 AI 服务器等高性能计算领域的需求。

350-2400W服务器电源 图/金升阳

为提升服务器电源散热效率，磁性器件的选材需充分考虑与液冷冷却液的接触面积。接触面积越大，热量导出效果越好。在此基础上，若能在磁芯内部设计冷却液通道(如导流槽或中空结构)，使冷却液直接流过磁芯内部带走热量，可显著减小内外温差，从而更有效地控制整体温度。

这一方法突破了传统的“表面换热”路径，即热量从磁芯内部传导至表面，再经风冷散热或液冷散热交换，实现了“内部换热”，理论上可进一步提升热管理效率。但此类液冷散热结构需与磁设计部门联合验证。由于开孔或导流槽会减少材料有效截面积，并可能引起磁通密度变化或局部饱和风险，因此通常作为定制方案，需由磁件厂商与整机企业协同设计服务器电源散热方案。

目前行业中定制化磁元件应用较多，而具备内部液冷通道的结构尚未大规模采用。

3、整机厂商要求磁芯居里温度>200℃。贵公司的材料在高温下的损耗性能如何?如何确保在高环境温度下，磁性能不会发生剧烈衰减?

国石磁业 商燕彬：国石功率材料居里温度均在220℃以上，满足“>200℃”门槛;高温性能按损耗曲线分级——95材可用到120℃，96材140℃，97材已拓宽至160℃，且同条件下功率损耗逐代下降：原来95材100℃下损耗水平350-370kW/m³就可以了，现在要做到300kW/m³。

4、液冷散热中直接接触液冷却液对材料的耐腐蚀性和抗热冲击性提出了极高要求。贵公司的材料如何保证在长期液冷环境中运行的可靠性?有哪些具体的液冷测试数据和案例可以分享?

国石磁业 商燕彬：已有客户对服务器电源散热提出耐腐蚀与抗热冲击要求，服务器电源散热常规把磁芯送第三方做冷热冲击和盐雾试验;磁芯本身受力不大，数据尚缺，但后续标准会趋严。公司计划通过在晶界掺杂耐腐蚀金属氧化物开发新材，目前仍在试验阶段，最终液冷散热方案需与器件厂联合验证，单靠材料升级未必能一次到位。

液冷环境下功率波动大，磁芯需承受频繁高低温循环，关键是在温度剧变中保持韧性，避免因磁致伸缩和热胀冷缩导致脆性断裂;磁特性本身随温度变化基本固定，因此长期可靠性重点是提高材料韧性，防止开裂，这也是服务器电源散热行业持续研究和开发的方向。

目前行业内尚未取得“永不开裂”的突破，磁芯仍保持固有的脆性。国石通过常规机械强度测试掌握基线数据，并依据客户使用方式调整可靠性方案：对全灌导热硅胶的封装可利用胶体支撑降低破裂风险;对直接点黑胶或裸绕工艺，则在尺寸设计上预留更大变形余量。

材料端虽已尝试添加不同金属氧化物等增韧手段，但成本增幅明显，低成本、可量产的韧性提升方案仍在寻找中，后续标准提升将与终端需求同步推进。

编者按：针对磁芯开裂问题，杨玉岗教授分享了两种解决方案：一是采用拼接技术，例如铂科公司将磁轭与磁柱等部件分割后重新组合;二是通过并联多副磁芯(如两副EE70或EE65规格)实现扩容。

CPU/GPU供电用铜铁共烧一体电感 图/东睦科达

5、液冷散热环境下，磁性材料的导热率是否还有提升空间?贵公司有无开发高导热特性的磁性材料?

国石磁业 商燕彬：液冷散热并不是把磁件直接浸水——水会导电，风险高;实际做法是在磁芯中柱留孔，插入中空铜管，管内循环冷却液把热带走，或者外表贴铜板再灌导热硅胶，热量先传到金属再由外部液冷板带走。

材料本体仍是96、97系宽温低损耗锰锌铁氧体，只需把形状做成带孔、带槽的“散热友好”结构，让客户在有限空间里布管、贴铜、灌胶即可，无需更换材料体系。

液冷散热趋势下，磁性元件的散热重点已从“元件自己发热多少”转向“能不能把热快速导走”。磁芯材料自身导热系数只有~3 W/(m·K)量级，远低于铜、铝两个数量级，再低的损耗也抵不过功率密度翻番带来的热量堆积，因此服务器电源散热设计思路变成：

一是通过散热把温度控制在一定范围内(如120℃附近)，以维持系统效率。当前功率密度高、空间紧凑，风冷散热已无法满足服务器电源散热需求，需借助液冷散热与导热界面材料(如导热硅胶)将热量快速导出，维持温度稳定。

二是风冷已无法吹走缩体积后的热量，磁芯自身导热系数仅约10⁻³W级，而铜、铝达数十上百，材料端再降损耗也补不回数量级差距;如今只能靠导热硅胶把磁芯外壁与铜板或液冷板贴合，并在形状上预留导热平面，把热量强行导出去。

三是为把热导出去，磁芯外形被重新“挖孔开槽”：PQ 型中柱原来实心，现在中间留通孔，可插液冷管或嵌铜柱;侧壁再开细槽，导热硅胶灌进去，把热量从内部带到外壳，再交给液冷板——各家结构不一，但都在给磁芯“自己做散热通道”。

三、液冷散热对胶材提出的要求及厂商的解决方案

1、液冷散热环境对胶材提出什么样的要求?

金升阳 刘富兴：液冷散热除磁芯本体设计之外，磁性胶水或灌封胶在液冷系统中也需重点关注。灌封胶固化后虽为固体，但其微观结构仍具有一定孔隙率。在长期浸泡于冷却液的液冷情况下，需要评估其是否会受液体渗透或化学作用导致提前老化，影响材料结构稳定性与使用寿命。

因此，在液冷场景下，灌封胶需具备更好的耐液性与长期稳定性。

应用于AI服务器电源的铁镍磁芯 图/东睦科达

2、对AI服务器电源和磁性元器件的液冷散热需求，佳迪目前推出了哪些核心的液冷胶粘剂产品?

佳迪 吴凯达：随着AI服务器功率密度提升，液冷系统对胶粘剂提出了高导热、高绝缘、耐冷媒、抗冲击等要求。佳迪针对液冷散热场景，推出了以下核心产品：

3、我们了解到，液冷散热对灌封胶的密封性和绝缘性要求极高。贵公司的灌封胶如何确保在长期液冷浸泡和冷热冲击下，防止冷却液渗漏?在液冷环境下，粘接强度和柔韧性方面做了哪些优化?

佳迪 吴凯达：佳迪的灌封胶(如JD-705)通过以下技术确保在液冷散热严苛环境下的可靠性。

密封性保障：采用分子级脱低技术与填料级配技术，提升材料致密性，防止冷却液渗透。 通过老化测试与冷热循环测试(-40℃~150℃)，验证其在长期液冷环境下的稳定性。

图/佳迪

强度与柔韧平衡：JD-705 硬度控制在Shore A 25±10，既保证粘接强度，又具备一定柔韧性，缓解热应力。JD-355 系列在保持高剪切强度(≥6MPa)的同时，具备良好的抗冲击与振动性能。

4、佳迪的产品在介电强度、体积电阻率等关键指标上达到了怎样的水平?

佳迪 吴凯达：在高电压应用中，绝缘性是关键。佳迪灌封胶在以下指标上表现优异：

除了基础性能，佳迪胶粘剂还具备以下“加分特性”：

高导热性：如JD-260导热凝胶(6.0 W/m·K)有效降低热点温度。

工艺友好性： JD-190系列支持自动化点胶，挤出率高，适合大规模生产。 JD-505系列操作时间可调，适应不同产线节奏。

长期可靠性： 通过TUV、UL94V-0、RoHS等认证，确保在高温高湿、冷热冲击下性能不衰减。

图/佳迪

5、在开发这些高性能胶水的过程中，佳迪是否与下游的电源企业、磁性元器件企业或整机厂商进行了深度合作?

佳迪 吴凯达：是的，佳迪与多家电源企业、磁性元器件厂商及整机厂深度合作。案例：某头部服务器电源厂商

需求：开发适用于浸没式液冷的灌封胶，要求耐冷却液、高导热、低粘度。

解决方案：佳迪定制开发JD-705改进型号，优化填料预处理技术，提升导热至3.5 W/m·K，同时保持低粘度(≤15000 mPa·s)。

成果：客户在液冷测试中，模块温降达15°C，并通过1000小时冷热冲击测试，无渗漏、无开裂。

结语：液冷散热重构材料、器件选型

从冷板液冷到浸没液冷，从风冷到液冷，AI服务器液冷的技术演进已经进入“系统工程时代”。液冷不只是替代风扇，而是牵动着供电架构、电源拓扑、磁性元件设计乃至胶粘剂选型的全面重构。

可以看到，行业正在同步推进三个液冷散热方向：更高电压等级以降低传输损耗，更高集成度以压缩空间体积，更高可靠性以对抗热冲击与液体环境带来的不确定性。在液冷散热这条路径上，整机厂、电源厂、磁性材料厂、胶粘剂企业不再是简单的供应关系，而正在演变为“联合设计、共同验证”的协同体。

液冷散热的终局未定，但可以确定的是：未来服务器液冷散热的竞争，不仅在芯片，也将在散热系统、电源系统和材料体系中展开深水区博弈。