液冷板：液冷技术的关键角色

电子发烧友网综合报道 液冷技术作为应对高热流密度散热需求的重要手段，主要分为接触式与非接触式两种类型。接触式液冷通过冷却液体与发热器件直接接触实现散热，涵盖浸没式和喷淋式液冷等方案；非接触式液冷则是冷却液体与发热器件不直接接触，冷板式液冷便是其中典型代表。
 
冷板式液冷方案解析
 
冷板式液冷采用微通道强化换热技术，散热性能极高，行业成熟度也处于领先水平。它通过由铜铝等导热金属构成的封闭腔体——液冷板，将发热器件的热量间接传递给循环管路中的冷却液体，再由冷却液体带走热量。
 
冷板式液冷系统主要由冷却塔、CDU、一次侧&二次侧液冷管路、冷却介质、液冷机柜组成。其中，液冷机柜内包含液冷板、设备内液冷管路、流体连接器、分液器等部件。其散热原理为：液冷板与芯片贴合，芯片设备热量通过热传导传递到液冷板，工质在CDU循环泵的驱动下进入冷板，在液冷板内通过强化对流换热吸收热量后温度升高，高温工质通过CDU换热器将热量传递到一次侧冷却液，温度降低的低温工质再进入循环泵，一次侧冷却液最终通过冷却塔将热量排至大气环境。
 
依据冷却液在吸收或释放热量过程中是否产生气液相转化，冷板式液冷可分为单相和两相两种。单相冷板式液冷通过液冷板将发热器件的热量间接传递给二次侧冷却液，二次冷却液在设备吸热和CDU放热过程不发生相变。根据液冷板覆盖范围，又可分为局部液冷和全液冷。局部液冷通常仅覆盖高功耗器件，带走设备70%左右的热量，剩余30%热量仍需通过机房空调或液冷背门以风冷的形式带走；全液冷则需根据通信设备硬件架构和结构布局定制化设计液冷板，以覆盖所有发热器件。单相冷板式液冷技术对通信设备和机房基础设施改动较小，技术成熟度高，已成为满足芯片高热流密度散热需求、提升数据中心能效、降低总体拥有成本（TCO）的有效方案。
 
两相冷板液冷系统架构与单相液冷板液冷相似，不同的是二次侧冷却液在设备内通过液冷板吸热发生汽化，在CDU内冷凝为液态，充分利用了冷却液的相变潜热，综合散热能力更强，可达300W/cm²以上，能够满足超高热流密度散热需求，但现阶段技术成熟度仍较低，相关产业链还有待完善。
 
液冷板相关企业动态
 
在液冷板领域，众多企业积极布局。凌云工业取得电动汽车电池包液冷板专利，其设计的液冷板通过凸槽和凹槽的配合，在液冷板上板和液冷板下板之间形成若干组分别与进液口、出液口连通的纵向长直流道，提升了液冷板换热效果。
 
AI驱动正推动着液冷技术持续迭代。由于AI新平台功耗或高达2000W以上，现有散热方案无法应对，英伟达要求供应商开发全新“微通道水冷板（MLCP）”技术，单价是现有散热方案的3至5倍。不过，MLCP作为新兴技术，液体渗透率和量产良率风险仍处于较高水平，距离量产至少还需要3至4个季度。
 
英伟达供应商Boyd（宝德）近日宣布，已向超大规模数据中心交付五百万块液冷板。该公司主营业务为设计和批量生产液冷板，以满足高性能AI计算和数据中心架构直接冷却需求，但其并未言明这五百万块液冷板具体客户。
 
毅昌科技在互动平台表示，公司液冷板主要应用于储能、动力电池、整车控制器上，且已成功布局充电桩领域，相关产品已实现量产，不过目前尚未布局算力、氢能源领域。
 
随着数据中心、电动汽车等领域对散热需求的不断提升，液冷板技术将持续发展，相关企业也将迎来新的机遇与挑战。