深入分析！兩相冷板液冷系統的優點與挑戰

近年來，人工智慧大數據模型、雲端運算、超級運算等領域對運算能力提出了更高的要求。隨著伺服器的快速迭代和晶片的不斷升級，散熱需求也迅速增長。面對高密度散熱需求，液冷技術發展了多種路徑，主要包括冷板液冷、浸沒式液冷和噴淋式液冷。其中，冷板液冷是目前主流的成熟技術方案，可分為單相冷板液冷和兩相冷板液冷。今天，我們將以嘉樂德為例，重點介紹兩相冷板液冷技術，並深入分析該技術的優點和挑戰。

基於大量的市場調研，我們將從以下三個面向探討兩相冷板液冷的技術優勢：

液冷系統的架構和相容性

與浸沒式液冷相比，冷板液冷對傳統伺服器架構的適應性更好，整體重量變化不大，對機房承載要求也不高。它適用於現有機房的升級改造，也更有利於後期將單相冷板升級為雙相冷板。同時，冷板液冷對CPU/GPU的改動較小，對配套電氣機架的改動也相對較小。冷卻液不直接接觸電子元件，可以避免許多相容性問題。此外，在相同散熱量下，雙相冷板液冷系統的幫浦驅動能耗低於單相冷板和浸沒式液冷循環系統。

經濟效率

在低壓相變冷卻劑循環過程中，鋁可以取代銅，避免在管道中使用不銹鋼和銅等高價金屬，從而降低系統管道成本。與浸沒式液冷系統中大量使用電子氟化液/礦物油相比，冷板液冷系統冷卻劑的用量和日常維護損耗遠低於浸沒式液冷系統，且初始投資也更低。

冷卻劑特性

電子氟化液/冷媒的導電性極低，常用於清洗電子元件。即使發生洩漏，也不會對電子元件造成損壞；電子氟化液/冷媒是一種純淨物質，系統循環過程中無需添加緩蝕劑/殺菌劑等添加劑，從而確保了系統的清潔度，降低了系統腐蝕的風險。由於成熟的傳統製冷系統技術，系統安裝乾式過濾器後，可長期保持清潔，大大降低了管道堵塞和腐蝕的可能性；冷卻劑相變產生的沸騰換熱效率約為單相對流換熱效率的3～10倍，能夠滿足高密度散熱的需求。同時，相變冷卻劑的載熱能力也高於單相冷卻劑的顯熱。該系統能夠在小流量下滿足散熱要求，並降低循環泵的能耗。

雖然兩相冷板液冷系統具有一系列優點，但目前國內大多數供應商仍處於研發階段，大量生產專案較少，仍面臨一些技術挑戰：

尋找或開發合適的電子氟化液體或冷媒，以確保適當的相變溫度和壓力，避免蒸發溫度過低或洩漏時電子元件發生冷凝；

需要成熟的節點級液體流量控制和相變壓力控制；

組件尺寸問題（小型化/整合化）、易用性；

儘管兩相冷板液冷技術仍有很長的路要走，但隨著高密度散熱需求的增加以及低溫環境下低版本晶片超頻需求的增長，兩相冷板液冷技術終將在液冷市場佔據一席之地。嘉樂德積極追蹤資料中心冷卻系統的尖端技術探索，正與多家國際伺服器及散熱管理系統供應商進行兩相冷板液冷技術的研究，旨在與客戶攜手共贏，共同引領未來運算市場走向資訊化、智慧化和商業化！