温控对于保障高密度算力中心正常稳定运转有重要的意义。

1.温控技术的原理与路径

温控底层技术主要分为：风冷、冷冻水（间接蒸发冷）、液冷、相变材料、电子散热技术（导热材料散热、热管散热、均热板等）。 数据中心存量场景中以风冷为主，液冷技术的使用比例正不断提升。

2.液冷通用架构解析

液冷系统通用架构可拆解为机房侧和ICT设备侧两部分，机房侧可进一步分为一次侧和二次侧两部分，浸没式和冷板式液冷在机房侧架构基本相同，差异主要在ICT设备侧： 一次侧：包含冷却塔、一次侧管网、一次侧冷却液（通常为水）。室外侧为外部冷源，通常为室外的冷水机组、冷却塔或干冷器，热量转移主要通过水温的升降实现； 二次侧：包含CDU、液冷机柜、二次侧管网和二次侧冷却液。室内侧包括供液环路和服务器内部流道，主要通过冷却液温度的升降实现热量转移；两个部分通过 CDU中的板式换热器发生间壁式换热； ICT设备侧：浸没式采用Tank安装制冷工质，ICT设备浸于其中；冷板式主要采用冷板贴于核心热源（CPU、GPU、内存）等上方。制冷工质的选择：冷板式通常采用乙二醇/丙二醇溶液（基于防冻考虑）或去离子水；浸没式通常采用氟化液、矿物油（如硅油）等。

3.技术路线：冷板式应用占多数，浸没式方案亟待制冷工质革新

冷板式和浸没式液冷方式各有优劣： 冷板式：优点在于设备改造幅度较小，兼容度、初始投资/改造成本较低，推广更为容易；缺点在于散热效率低于浸没式液冷，150KW以上机柜散热存在压力； 浸没式：优点在于散热效率最高；缺点在于制冷工质成本高，且常用的制冷工质氟化液具有致癌/激素紊乱等毒性问题，同时改造和初始投资成本大，对机房基础设施有更高要求。 目前液冷方式以冷板式为主。冷板式液冷对于数据中心的改造难度较低，所需成本也较为可控，目前冷板式液冷的市场应用相对更加普及。根据IDC报告，按照服务器出货量口径统计，2023H1我国冷板式液冷服务器比例达到90%左右，浸没式液冷渗透率仅为10%。

冷板式

冷却液不直接接触电子器件。冷板式液冷技术通过冷板将发热元器件的热量间接传递给封闭在循环管路中的冷却液体，通冷却液体将热量带走。这种技术下，工作液体与电子器件不直接接触，而是通过液冷板等高效导热部件将被冷却对象的热量传递到冷却液中。 特点：冷板式液冷兼容性强、易于维护，但存在节能收益不显著、标准化难度大的问题。作为三种主流技术中成熟度最高的方案，冷板式液冷能够有效兼容现有硬件架构、易于开展维护设计，且由于液体和设备不直接接触，可靠性更高。但由于未实现100%液体冷却，因此存在机柜功耗低、液冷占比低时，节能收益不显著问题；且液冷板设计需要考虑现有设备的器件布局，结构设计和实现的难度较大，标准化推进难度大。

单相浸没式

单相浸没式液冷通常采用不导电冷却液，通过液-液热交换器交换热量。单相浸没式液冷系统中，IT设备所有的发热组件都完全浸没在循环的不导电的冷却液中，设备发出的热量直接传递给冷却液｡ 单相浸没式液冷的冷却液通常具有较高的沸点，冷却液吸热后并不会发生相变,始终维持在液态。 优势：冷却液价格相对更低,部署成本更低；冷却液无相变,无需担心冷却液蒸发溢出或人员吸入的健康风险,更有利于维护。

双相浸没式

冷却液在遇热的情况下由液态转化为气态，随后通过冷凝器恢复为液态。冷却液在循环散热过程中经历从液态到气态再回到液态的相变过程｡ IT设备完全浸没在装有低沸点冷却液的密闭罐体中，热量被冷却液吸收，冷却液吸热后温度升高，由液态相变为气态。蒸汽从液体中升起逃逸至液面上方，在液冷罐体内形成气相区，冷却液蒸汽与水冷冷凝器接触，热量被吸收后凝结成液体再次循环，而冷凝器中被加热的冷却水则通过循环冷却水系统完成排热。 优势：冷却液能够在受热时发生相变成为气态，能够更有效地利用相变潜热进行散热，从而提高散热效率。两相浸没式液冷的冷却液通常采用氟化液。