液冷及冷却液行业深度报告

一、算力持续增加对散热技术提出新要求，液冷是有效解决方案 随着人工智能云计算大数据以及区块链等技术的创新发展以高速率低时延和大连接为特点的G通信时代到来作为信息基础设施的数据中心及通信设备承担的计算量越来越大对计算效率的要求也越来越高为了应对网处理性能的挑战数据中心服务器及通信设备不断提升自身处理能力和集成度带来了功率密度的节节攀升这些化除了带来巨额能耗问题以外高热密度也给制冷设备和技术提出了更高要求传统风冷技术面对高热密度场景呈瓶颈散热效率已经跟不上计算效率在此背景下液冷技术以其超高能效超高热密度等特点引起行业的普遍关注液冷技术是解决散热压力和节能挑战的必由之路。1、算力持续增加对芯片散热要求更高，液冷是解决散热压力和节能挑战的必由之路算力持续增加促进功率密度增长对制冷技术提出新的要求算力的持续增加促进通讯设备性能不断提升芯片功和热流密度也在持续攀升产品每演进一代功率密度攀升0~0%当代X86平台CPU最大功耗30~00W业界最高芯片热流密度已超过10W/cm芯片功率密度的持续提升直接制约着芯片散热和可靠性传统风冷散热能力来越难以为继芯片功率密度的攀升同时带来整柜功率密度的增长当前最大已超过3kW机架对机房制冷技术提出了更高的挑战。液冷作为数据中心新兴制冷技术，被应用于解决高功率密度机柜散热需求。图：机柜功率密度与制冷方式资料来源《中兴通讯液冷白皮书》双碳政策下数据中心PE指标不断降低近来“碳政策下数据中心E指标不断降低多数地区要求电能利用效率不得超过.2，并积极推动数据中心升级改造，更有例如北京地区，对超过规定PE的数据中心电进行加价。城市年平均气温℃ 数据中心E要求城市年平均气温℃ 数据中心E要求北京年能源费小于万标煤的目E值不应于1年源消费大等于1万吨标煤小于2万准煤的目PUE值不高于1.；年能源费大于1.3 等于2万准煤且于3万吨标煤项目UE不应于1年能源量大于于3吨标准的目,UE值应高于1151.4<PU≤1，每度电价PUE>1.，度电加￥05上海1.6 到224年新建大及上数据心UE降低到13以下，起区内降到125以下。动据中心级造，改的PUE不过1.4广东2.6 新增或建据中心UE不高于1，优先持PE低于1.25的数据心目，起步内PE要求低于125浙江1.5 到225年大型及上据中心能用效率过1.，集内数据心能利用效率得过1.25江苏1.5到223年全省据心机架模均增速在20左右平均利率升到65全省型数据心例不于3%高性能力占达1%新建大及以上数据中心能用效率(U)降低到13以下起内电能用率不得过125山东1.7自220年，新建据心UE值则上不于1，到202年年底存改造数据心PE值不高于1到225年现大数据中运电能利效降到1.3以下。先支持UE值低于12，上架于65的据中心建扩建项目青岛1.7新建1，至202年存改造1.4到225年电能利效（U）不于1.。集起步内E不高于1.25重庆 1.4四川 1.3

甘肃到23年底大型超大型据心的PE降到1.3以下中小型据心的PUE降到14以下到225年底型及超型据中的PE力争降到125以下中小型据中的PE力争降到135下到225年电能利效（U不于1.集起步内PE不高于1.2（州要分发挥建建数据心用除府据中心群区域平上架率未到0、平均E值未达到13及以下的原则上得建数据心1.25以下起步区到12以下宁夏9.5到025年成国（中数据中集集内数1.25以下起步区到12以下宁夏9.5到025年成国（中数据中集集内数中心的平均U≤115,UE≤0.，分分类升改国家（卫数据中集外的城数中心，过造或关停到025年，实现PE降至1.2及以下贵州1.5引导大和大型数中设计E值不高于1；改造既大、超大数中心其中心PE值不高于1实施数中减量替据PUE值控数据中心能消费新量,PUE低于13的数据中可享受增源消费支持资料来源《中兴通讯液冷白皮书》制冷系统在典型数据中心能耗占比4降低制冷系统能耗是降低PE的有效方法算力的续增加意味着硬件部分的能耗也在持续提升在保证算力运转的前提下只有通过降低数据中心辅助能源的消耗才能达成节能目标的PUE要求制冷系统在典型数据中心能耗中占比达到2%以上是数据中心辅助能源中占比最高的部分因此降低制冷系统能耗能够极大的促进PUE的降低有数据显示我国数据中心的电费占数据中心运维成本的%随着服务器的加速部署，如何进一步降低能耗，实现数据中心绿色发展，成为业界关注的焦点图：典型数据中心能耗占比T设备制冷系供电系办公照明资料来源《中兴通讯液冷白皮书》液冷技术能实现极佳节能效果年来为了降低制冷系统电能消耗行业内对机房制冷技术进行了持续的创新和索间直蒸技术通过缩短制冷链路减少过程能量损耗实现数据中心PUE降至1.1~1.3液冷则利用液体的导热、高传热特性，在进一步缩短传热路径的同时充分利用自然冷源，实现了PUE小于1.25的极佳节能效果。图：数据中心制冷技术对应PUE范围资料来源《中兴通讯液冷白皮书》2、风冷是最成熟冷却方案之一，但仍存在多项不足目前风冷技术是数据中心最为成熟和应用最为广泛的冷却方案之一通过冷／热空气通道的交替排列实现换热架产生的热空气由机房空调（RA）或者机房空气处理单元（CA）产生的冷空气进行冷却，冷空气通过地通风口输送至机架间的冷空气通道。其中，RAC采用制冷剂为媒介进行冷却，而CAH则采用水－空气换热器水进行冷却。在典型的风冷数据中心中，所有服务器机架均呈行排列。通过CAH或RAC单元冷却的空气通过地下通风通道入数据中心房间后扩散经过服务器吸收服务器产生的热量后进入热风通道从而回到CAH或RAC单元此，风冷技术会同时冷却服务器机架内的所有电子器件。风冷技术存在低密度和相对较低的散热能力的不足这于高性能计（P应用尤为明显此外风冷技术还以下不足：热点。由于缺乏合适的空气流量控制系统，服务器设备产生的热量和冷空气换热不均匀，容易在服务器机架和内部形成局部热点。因此，为了充分消除这些热点，需要对数据中心进行过度冷却，从而额外增大了能耗。机械能耗。在冷却过程中，很大一部分电能用于驱动风机和泵，从而实现空气和水的循环。环境匹配性。为了维持数据中心运行稳定，采用风冷技术的系统通常需要常年不间断运行。因此，即使在冬室外温度较低，也需要维持数据中心的冷却循环，不利于节能。占用空间大。要达到有效冷却，数据中心通常需要大量的空间来放置空调和服务器机架图：数据中心风冷技术结构示意图资料来源《数据中心高效绿色冷却技术》3、相较于风冷，液冷具有低能耗、高散热、低噪声、低O等优势液冷通过液体代替空气把热量带走液冷通过液体代替空气把CP内存等IT发热器件产生的热量带走就好似给服务器局部冷却、整体“淋浴”甚至全部“泡澡。根据目前技术研究的进程，将液冷分类为了水冷和冷媒却。可用冷媒包括水、矿物油、电子氟化液等。图：风冷系统与液冷系统冷却方式对比资料来源：Cloctionmerca液冷具有低能耗、高散热、低噪声、低TO等优势。液的冷却能力是空气的0～0倍。液冷技术可实现高密度低噪音低传热温差以及普遍自然冷却等优点相对于风冷技术具有无法比拟的技术优势是一种可以适用需要大幅度提高计算能力、能源效率和部署密度等场景的优秀散热解决方案。低能耗传热路径短：低温液体由（冷量分配单元）直接供给通讯设备内；换热效率高液冷系统一次侧和二次侧之间通过换热器实现液液换热一次侧和外部环境之间结合风液换热液液热、蒸发汽化换热三种形式，具备更优的换热效果；制冷能效高液冷技术可实现℃高温供液无需压缩机冷水机组采用室外冷却塔可实现全年自然冷却制冷系统自身的能耗降低外采用液冷散热技术有利于进一步降低芯片温度芯片温度降低带来更高的可靠性和更的能耗，整机能耗预计可降低约。高散热液冷系统常用介质有去离子水醇基溶液氟碳类工质矿物油或硅油等多种类型这些液体的载热能力导热能和强化对流换热系数均远大于空气因此针对单芯片液冷相比于风冷具有更高的散热能力同时液冷直接将备大部分热源热量通过循环介质带走单板整柜机房整体送风需求量大幅降低允许高功率密度设备部署同时在单位空间能够布置更多的ICT设备，提高数据中心空间利用率、节省用地面积。低噪声液冷散热技术利用泵驱动冷却介质在系统内循环流动并进行散热解决全部发热器件或关键高功率器件散热问题够降低冷却风机转速或者采用无风机设计从而具备极佳的降噪效果提升机房运维环境舒适性解决噪声污染问题低T液冷技术具有极佳的节能效果，液冷数据中心PUE可降至1.2以下，每年可节省大量电费，能够极大的降低数据中心运行成本。相比于传统风冷，液冷散热技术的应用虽然会增加一定的初期投资，但可通过降低运行成本回收投资以规模为1MW的数据中心为例，比较液冷方案（PUE1.）和冷冻水方案（PUE.35，预计2.2年左右可回收增加的基础设施初投资。通过将传统风冷冷板式液冷和单相浸没液冷对比浸没式液冷功率密度最高机柜数量和占地面积最小冷却能耗和冷却电费最低；而冷的功率密度最低，机柜数量和占地面积最大，冷却能耗和冷却电费最高；冷板式液冷居中图：液冷同比风冷散热能力（2MW机房） 图：液冷同比风冷每年收益（2MW机房）风冷 冷板式液冷 浸没式液冷 风冷 冷板式液冷 浸没式液冷135

133

1200966033966033321515208412801968056功率密度KW/BACK 机电数量BACKS 占地面M²

冷却能耗/KW 冷却电费/万元《中兴通讯液冷白皮书》 《中兴通讯液冷白皮书》 液冷系统通用架构：外侧包含冷却塔、一次侧管网、一次侧冷却液；室内侧包含、液冷机柜、ICT设备、次侧管网和二次侧冷却液。图：液冷系统通用架构原理图资料来源《中兴通讯液冷白皮书》按冷却原理，冷板式、浸没式和喷淋式是目前液冷的3种主要部署方式。其中，浸没式和喷淋式液冷等为接触式冷，冷却液体与发热器件直接接触。浸没式液冷浸没式液冷将IT设备发热元件全部浸没在冷却液中实现散热根据工质是否产生相变又分为相液冷和相变液冷。吸热后的冷却液采用风冷或水冷等方式循环冷却或者冷凝。喷淋式液冷：喷淋式液冷依靠泵压或重力驱动，按发热元件需求向IT设备电路板自上而下精准喷淋冷却液吸热的冷却液采用风冷或水冷等方式循环冷却。冷板式液冷：冷板式液冷为非接触式液冷，冷却液体与发热器件不会直接接触。冷板式液冷通过流道将冷液通往与IT设备发热元件接触的冷板将热量导出，吸热后的冷却液通过风冷或水冷等方式循环冷却。单相浸没式液冷浸没式冷 单相浸没式液冷浸没式冷 两相浸液冷喷淋式冷冷板式冷液冷方式 原理图资料来源《中兴通讯液冷白皮书》接触式液冷较间接式液冷冷却效果更优接触液冷与间接式液体冷却完全不同液体制冷剂直接和电子器件接触绝缘液体介质能够保证电子器件的绝缘。接触式液冷技术具有如下优势：液体比热容远高于空气，传热量大，效率高。节能降耗。如前面所述，采用接触式液冷技术，大幅降低冷却能耗。PE可达1.0，无限接近理论极限值。提高运算设备性能和可靠性芯片功耗的突然增加不会导致温度瞬间的大幅变化除了服务器和冷却设备的耗电，事实上硬件维修和维护费用也是数据中心不小的成本。据估算，服务器维修和维护费用占服务器和冷却电费的一半根据实践，在数据中心中，硬盘需要的更换频率是最高的。此外，温度每升高0，电子器件的可靠性和寿命降低%。因此，浸没式（接触式）液冷技术能够最大程度控制服务器温度均匀，并大幅提高运算设备性能和可靠性。降低风扇振动、噪声和耗能。浸没式（接触式）液冷技术完全不需要风扇，最大限度减少噪声污染源。提高数据中心功率密度，减小机房占地面积。按照单机柜U容量配置，放置传统9英寸标准服务器，单机功率密度范围可由W提升至k。接触式液冷对氟化液纯净度、流体沸腾过程控制要求更高。首先，液封模块中的氟化液必须非常纯净，而且芯片与基片之间连续的焊盘在焊接过程中产生的残留物也必须洁干净（实际操作比较困难。否则经过长时间浸泡和相变循环这些残留物会溶解并在沸腾的过程中沉积于焊盘上长期使用会腐蚀焊盘从而失效。其次，在流体沸腾冷却试验中，在芯片表面的沸腾刚刚开始时，温度波动会出现在芯片表面。在某些试验中，如果在沸腾开始前芯片已经达到期望的温度水平在沸腾刚开始芯片表面还没有出现大量气泡就会出现一个显著超高（过热）温度提高芯片的结温。最后，在非沸腾试验中，如果依靠氟化液自然对流冷却芯片，则会出现由于比热容偏低、散热能力不够而导致不可接受的芯片高温。冷板式液冷成熟度最高浸没式液冷喷淋式液冷节能效果更优前3种不同液冷方案在通信行业各有一些应案例其中冷板式液冷发热器件不需接触冷却液发展时间最早技术成熟度较高冷板式液冷采用微通道强化热技术具有极高的散热性能，在军用雷达、高密度数据中心、高性能电脑、动力电池以及高功率LED散热领域均应用是解决大功耗设备部署提升能效降低制冷运行费用降低CO的有效应用方案而浸没式和喷淋式液实现了10%液体冷却，具有更优的节能效果。浸没式液冷散热节能优势明显，在超算、高性能计算领域取得了泛应用；喷淋式液冷公开展示的研究成果和应用实践相对较少。项目 冷板式 浸没式项目 冷板式 浸没式 喷淋式 备注初投T件管理节能

冷板规多定制成较系统带量快速接和阀门，资高冷却液过道冷板与T器件热，属非接触式间换器件与液之间差大同时设备还部风冷系统统热管复杂

冷却液量大特制密压容器卧式液箱成居中冷却液器或其扩展表表面分触却液在箱体大面流速较低，对换系数不器件与却之间温差居中

可以采传机柜改造务器增必的密封腔液板出接口部本较小冷却液器或其扩表面精准触且具备定速度的触强制对散热对换系数高器与冷却之温差最小

3种方案室散热部设备类似也接近内到室的管几乎相同资成的区别在室内务及其架构目前冷板和喷淋是单相冷热没存在单换和相变换热两种喷淋式冷浸没式100液冷热，节效效果 中等，UE在1.～1.3 优秀，UE在1.0～1.1 优秀，UE在

果同等秀冷板式有部分热需风冷降了PUE可维 优秀（却不接触路 较差（支水平插护性 板，支水插拔）冷却液为二醇水液，

中（持平插拔需专业工除）

冷板喷式液冷传统机式计服器均可立架维护器件 泄漏具导、腐蚀性安全 严重影器安全性;性 而且冷流存在堵风险

化学方却液为缘体与件分兼容能长期安运温度面冷却液热力强够证器件差，保证件遭受高老化

冷却液物化学特成为控风的关键工程优秀与T设备连的软可实管和快较但支持施性 拔）空间较（风统仍需据

较架构变大安试较复杂冷却液一单独运输）

中等（却单独灌输；还考回液箱置）

喷淋式务机均用了标机式结传统风具很好的兼容性浸没式器构改变较利用 分空间） 中等 最率

大，降空利田率备注 3种液冷方各有优点需根据同T设备架构不同应场及客户求用更合的式资料来源：《液冷技术在通信行业中的应用及相关建议》、表：四种数据中心冷却方式效果评估表传统风冷冷板式浸没非相变浸没相变散热性能0++++集成度0++++可维护性0+++可靠性0+++性能0++++能效0++++废热回收0++++噪声0+++++单板腐蚀0++++冷却介兼性0+++初期投成本0----5年平均成本0++++承重要求0----数据来源：赛迪顾问《液冷白皮书，图4喷淋式液图4喷淋式液冷服务器（内部） 图5 IBM冷板式液冷服务器 图6某展会冷板式液冷服务器图1曙光浸没式液冷服务器 图2阿里浸没式液冷服务器 图3喷淋式液冷服务器（外部）资料来源：《液冷技术在通信行业中的应用及相关建议》、浸没式液冷根据工质是否产生相变又分为单相液冷和相变液冷。相变浸没式液冷技术：相变式冷却系统分一体式和分体式其组成主要包括以下几部分冷却液密封腔（密封压力－压力控制系统芯片散热膜模块（散罩、冷却块（）和室外冷源。其中，却模块又由管道、液换热器、环泵、储器和阀门等组成室外冷源包括风冷式机组水冷式机组水喷淋冷却系统及闭式冷却塔等相变浸没式液冷方案数据中心高效和极具前景的冷却方案即使服务器在全负荷的状态下运行服务器整体温度仍能够维持在合适的范围内。单相浸没式液冷技术单相液冷类技术属于浸没式液冷前沿技术，该技术克服了以往IT设备运行环境的限制——T设备的电子器件连同备完全浸没在特殊液体中在液相环境下稳定运行并形成完全封闭的导热回路与传统的风冷式和冷板式液冷技相比其性能大幅提高几乎完全免除湿度灰尘和振动的影响优化了服务器的运行环境延长了设备的寿命全可靠，无噪声，制冷效率高，节能环保。尽管非相变类液冷技术的前景较好，但由于其对T设备的要求较高，本高昂仍没有得到普及目前该技术主要应用于散热性能要求极高的超算领域但是随着数据中心散热要求的高，其势必会成为未来数据中心主流的散热技术之一。二、液冷数据中心建设加速推进，市场规模有望超千亿 近年来，国内数据中心建设加快推进。根据中国信通院的数据显示，01年，中国数据中心在用机架数量达到万架，较0年增加超过0万架。据工信部《新型数据中心发展三年行动计划（2023年，计到年底全国数据中心机架规模年均增速保持在0%左右，03年中国数据中心在用数量将超过0万架1年中国数据中心市场规模超过0亿元预计2年中国数据中心市场规模到突破100亿元人民币同样呈现出较快的增长趋势。图：7-3年中国数据中心在用机架数量及预测图1：2年中国数据中心市场规模07 8 9 0 1 07 8 9 0 1 E 中国信通院 中国信通院 预计5年中国液冷数据中心市场规模将超千亿《冷白皮书考虑到液冷对传统市场进行替代包括风冷的机房空调市场服器市场以及数据中心基础设（柜冷却塔等市场预计05年保守测算下中国液冷数据中心市场规模将达18.2亿元，乐观测算下中国液冷数据中心市场规模将达13.3亿元。表：95年中国液冷数据中心市场规模测算20192020E2021E2022E2023E2024E2025E传统市场情况（亿元）中国机空市场规模 57.462.467.472.477.783.389.1中国服器场规模 1085.41385.01770.12265.72904.63729.54796.2中国数中基础设市规模 161.9174.5207.0232.9286.8356.0461.2传统市份总和 1304.71621.92044.52571.03269.14168.85346.5液冷数据中心替代比例华为观点 15%17%17%18%18%18%19%阿里巴观点 15%16%17%18%19%19%21%中科曙观点 15%17%17%17%17%18%20%联想观点 20%20%20%22%22%22%24%专家观总结 20%23%22%22%23%23%25%液冷数据中心市场增速华为观点 20%20.5%21%21.8%22.6%23.6%24.6%阿里巴观点 22%22.5%23%23.8%24.6%25.6%26.6%中科曙观点 21%21.5%22%22.8%23.6%24.6%25.6%联想观点 24%24.5%25%25.8%26.6%27.6%28.6%专家观总结 26%26.5%27%27.8%28.6%29.6%30.6%液冷数据中心市场规模（亿元）中国液数中心市替比例加平值20%22%22%22%23%23%24%【保】液冷数中市场规模260.9356.8449.8565.6751.9958.81283.2中国液数中心市规增速加平值23.3%23.8%24.3%25.1%25.9%26.9%27.9%【乐】液冷数中市场规模350.8432.5535.5665.6832.71048.31330.3两种估方的偏差34.5%21.2%19.0%17.7%10.7%9.3%3.7%资料来源：赛迪顾问《液冷白皮书、招商证券浸没式液冷凭借其优良的制冷效果，市场份额将快速提升。据《液冷白皮书》，保守来看，05年中国冷板式液数据中心市场规模将达到77.1亿元，浸没式为56.1亿元；乐观来看，5年中国冷板式液冷数据中心市场规将达到749亿元浸没式为55.4亿元其中浸没式液冷数据中心凭借其优良的制冷效果市场份额增长速度较快浸没式液冷数据中心的占比将从219年的左右提升至05年的%左右。表：95年中国冷板式和浸没式液冷数据中心市场规模测算20192020E2021E2022E2023E2024E2025E液冷数据中心市场规模（亿元）【保守中液冷数中市场规模 260.9356.8449.8565.6751.9958.81283.2【乐观中液冷数中市场规模 350.8432.5535.5665.6832.71048.31330.3冷板式液冷数据中心比例华为观点 84%80%71%68%66%64%62%阿里巴观点 82%78%70%67%65%63%61%中科曙观点 83%79%71%68%66%64%62%联想观点 80%76%67%64%62%60%58%专家观总结 82%78%65%62%60%58%56%浸没式液冷数据中心比例华为观点 16%20%29%32%34%36%38%阿里巴观点 18%22%30%33%35%37%39%中科曙观点 17%21%29%32%34%36%38%联想观点 20%24%33%36%38%40%42%专家观总结 18%22%35%38%40%42%44%液冷数据中心产品比例冷板式冷据中心 82%78%68%65%63%61%59%浸没式冷据中心 18%22%33%35%37%39%41%保守测算（亿元）冷板式冷据中心场模 213.9278.3305.9367.6473.7584.9757.1浸没式冷据中心场模 47.078.5148.4198.0278.2373.9526.1乐观测算（亿元）冷板式冷据中心场模 287.7337.4364.1432.6524.6639.5784.9浸没式冷据中心场模 63.195.2176.7233.0308.1408.8545.4资料来源：赛迪顾问《液冷白皮书》、互联网金融电信等领域对数据中心液冷的需求量将会持续加大预计到5年互联网行业液冷数据中心占将达到2.%，金融行业将达到20%，电信行业将达到20%。而能源、生物、医疗和政务等将行业需求将加融入通用数据中心新业态整体上规模有所下降预计225年能源行业液冷数据中心占比将达到1.5金融行将达到8.5，电信行业将达到6.5，以政务为代表的其他业务将下降至2.5。图：95年中国液冷数据中心行业应用结构100%90%

4.0%14.0%互联网 金融 电信 能源 生物4.0%14.0%80%70%14.5%60%15.0%50%40%15.5%30%17.0%20%10%0%

3.2%23.2%2.9%2.8%13.8%2.7%10.1%2.6%8.8%2.5%6.5%13.2%12.3%8.5%10.4%9.0%13.3%12.7%11.2%10.5%11.3%12.5%13.2%14.5%13.8%23.0%22.0%20.0%16.0%16.5%18.0%25.0%18.5%19.4%20.2%21.5%22.8%20.0%20.7%21.5%22.3%22.8%23.5%24.0%

2020E

2021E

2022E

2023E

2024E

2025E资料来源：赛迪顾问《液冷白皮书》、除数据中心之外近年来电化学储能市场快速发展预计将带动储能温控行业需求提升据NA数据截至年底，我国已投运储能项目累计装机规模为41，占全球市场总规模的，同比增长%，由于储能电池容量及功率较大其对散热要求更高同时储能系统内部容易产生电池产热和温度分布不均等问题优质的温控系统得对电池系统的寿命和安全性显得尤为重要。35519.122581.514346.69114.705790.8图135519.122581.514346.69114.705790.8NESA三、冷却液为液冷技术关键材料，市场需求有望大幅提升 液体冷却剂是液冷技术的关键因素之一在没（接触式液冷技术应用中除了硬件设备要求液体冷却剂也最为关键的因素之一。对于合适的接触式液冷冷却剂，它要求：）良好的热物理性质。高热传导系数和比热容、黏度，相变则需要高的汽化潜热。）低凝固点和膨胀系数。）单相液冷需要高沸点。）两相液冷需要合适的沸和窄的沸程范围。）对电子器件具有良好的化学和热稳定性。）高闪点和自燃温度。）对系统材料（金属、非金属和其他有机物无腐蚀性。）不需要或仅需要最低限度的监管限制（环境友好、无环境毒害、可生物降解等）。经济性。冷却液主要可分为氟化学物（或氟碳化合物和烃（例如矿物油合成油和天然油需要使用沸点较（高系统的最高温度的液体以确保液体保持在液相状态在选择不同氟化学物质和烃类之间做出决策时需要考虑以下素热传递性（稳定性和可靠性等T硬件维护的便利性液体卫生和更换需求材料兼容性电气特性或易燃性，环境影响，安全相关问题和罐或数据中心使用寿命期间的总液体成本。烃类作为冷却液具有不易兼容易燃相对粘稠易蒸发等缺陷烃（例如矿物油合成油和天然油主要由和碳组成，但它们也可能含有氮和/或氧。这些材料容易溶解烃基聚合物，因此它们不太可能与粘合剂，弹性体和热界面材料兼容。此外，大多数烃类可燃和/或易燃。因此，对于许多应用，特别是在双相浸没冷却中，烃类可能对安全和基础设施构成不可接受的风险具有足够高沸点和闪点的烃类流体可以用于某些单相应用但它们的缺点是相粘稠（尤其是在低温下，且从容易从硬件中蒸发出来。冷却介质类型 优点 缺点 代表企业及产品表冷却介质类型 优点 缺点 代表企业及产品矿物油 价格相对低廉、对环境友好、无无害性质稳定、具有阻燃性及合适的

易分解属可燃质，较险

GRC公司Electrsaf)3M公司（ve、Flore）、氟化

电常数冷效果好于传统矿物油硅油等

价格较贵国内技不成熟

旭硝子（AHIKLNAE系列）、巨化股（氟聚醚新宙邦（ora）资料来源:《数据中心浸没式相变冷却研究进展》、目前芳香族物质硅酸酯（脂肪族化合物有机硅及氟碳化合物等都被尝试应用于直接接触冷却由于氟碳类化合物具有合适的介电常数、比热容、稳定性及安全性，是最为常见的和受欢迎的电子设备液体冷却剂之一类型 代表物质 性质及特点表类型 代表物质 性质及特点芳香族物

对二乙基苯、甲基甲、化三苯

因芳香化物具有定性，而大分有很的激性气，使用者应用有一定制曾作为缘冷却剂泛于空军雷及导弹统这类液因有水解质，硅酸类 Colan125R石油烃基或异

其水解物时会给统来非常重至破坏的响，目这冷却剂部分被性能稳的合成肪碳氢化物如聚a烃AO)所替代或称脂类氢化合，要是石化的产物此物质具良的导热能和脂肪族化物有机硅类质碳氟类化物华经产业研究院

烷烃基的矿物油，合成化合如聚a烯烃二甲基硅氧烷甲基硅氧烷，油等氟化液

使用的全，作为缘却液在多器元件接冷却应有泛的应，常见的包作变压器等在过去十中逐步代大部分酸的应用但它们仍具闪，需要防消防监进评估。且粘度较，发残留较多且不易理对维护操性有一影响硅油在乏气的应场表现有好耐温性稳性和接安性。相相同沸点的物，硅油有低的表能粘度，以好的浸接表面及循环泵驱动但应对密的靠性要较。即使沸的硅油和物油一具有一定的点需要根应要求配相防爆设和统安企控施。还注意对极端态控制，对解产物毒影响，置应监控液过滤措。同时挥发也一定的留，需要外清洗处理由于氟子强的电性以及碳键有极高键，氟化的定性和分解性较劣条件下过热燃烧电弧击等的分解远于其他体物质。同时氟液多数不有点。相于它绝缘却质，使安性更佳尤其是低沸相应用中碳、硅基物的闪点随沸点的低降低，至被归类到燃质，而化就没有样安全限。为传热质化液传参数较对应类质较低但为表面和度更低作单相介整传热能相似或更好只氟化液低面能对封要求更。性的氟液于实用毒物质但相对本较高另对排放降需要相的理。典型漫没式冷却液 常见冷却液类型 优点 缺点典型漫没式冷却液 常见冷却液类型 优点 缺点 应用场景碳氢及有机硅类冷液碳氟类冷却液

聚α烯烃(PO、天然合成油T、合成酯、天然矿物油、有机硅油氟氯烃(FC、氢代氯昂(CF)、氢氟烃(FC、全氟碳化合物(PFC、氢氟醚(FE)

沸点高不蚀金属环境友、性低、本低PFC包含全氟烷烃氟胺氟醚沸点和电数方面的特性较适半导体设备冷却景

可燃助，类子易分氧，定性差硅粘过高，动差CFC和CC坏臭氧，室应已禁使，本较高

单相浸液冷单相漫液相变浸式资料来源:《数据中心浸没液冷中冷却液关键问题研究》、氟化液具有良好导热性电绝缘化学惰性适用于浸没液冷系统氟化液是一种热稳定全氟液体于氟化液的化学惰性所以可以用于单相或者两相的冷却液用于超级计算机系统和军用的敏感电子元器件氟碳化合物主要包含氟和碳元素，可能还包含氢，氮和/或氧。在有机化学中，碳和氟之间的键被称为最强的单键，这就是氟碳化合物表现出高化学和热稳定性的原因氟化冷却剂具有化学惰性接触时不会腐蚀电子元件使用后无需特殊清洁程序同时由于其良好的导热性它也被用作稳定的冷却剂氟化冷却液可广泛实现物质兼容具有良好的介电常数和强度，可实现电性能绝缘性，具有完备的毒性数据、完善的职业接触指导，可用于浸没液冷系统对T设备进行冷却；适用于数据中心的新建和改造，不含nB、HA、三氯乙烯、全氯乙烯等受限物质以及6种电子设备常见的有害物质臭氧消耗潜能值（OD）为零。沸点冰点相对分子质液相密度液相粘度蒸沸点冰点相对分子质液相密度液相粘度蒸发焓液相比热容表面张力参数℃℃量(g/ol)/(m²/）/(m²/）/(kJ/k)/(J/(k·)/(N/m)介电常数Noh® 47-8030016200.3739712780.0111.89Novc58111.611160.012.07Noh® 11~不适45018301.32182.0510140C40165-57-18352.26911000.0161.90资料来源《数据中心高效绿色冷却技术、招商证券表：不同氟化液在相变浸没式冷却系统的工作性能参数氟化液移热速率有效传热系数/(W/(c²K)沸点℃温度℃服务器温度℃换热面积/c²C7270.950.3935656846.45Novc64971.880.4794949736.25HFE-100750.5456161836.25-500253.8551.451.457.9120007100资料来源：《数据中心高效绿色冷却技术》、全氟碳化合物最适合用于数据中心冷却液市场需求有望大幅提升根据碳氟化合物的组成成分和结构不同可再为氯氟烃（FC、氢代氯氟烃（HFC、氢氟烃（HFC、全氟碳化合物（PFC、氢氟醚（HFE）等种类。目前CFC种类已全球淘汰；FC在0世纪0年代被开发出，用于替代氢氯氟碳（HFC）和其他破坏臭氧层的物质，部分HF（如HF35mf）可被用于溶剂清洗应用，虽然其不破坏臭氧层，但全球变暖潜能值（）较高。氟碳化合物（PFC）包含全氟烷烃、全氟胺、全氟聚醚（FPE）等类型，在沸点和介电常数方面的特性较为适合导体设备冷却场景但也有温室效应影响氢氟（HF的温室效应影响较小对臭氧层无破坏但通常具有较的介电常数和印制线路板微带线或连接件直接接触时对信号传输影响较大综合来看全氟碳化合物是目前更适用于数据中心液冷系统的冷却液，随着数据中心的加速建设，氟碳冷却液市场需求有望大幅提升。图1：氟化液发展历程亿渡数据、电子氟化液主要被国外垄断在导体制造过程中为了在更小的工艺尺寸下获得精确的加工能力在芯片生产的一些环节需要使用冷却剂精确控制温度。由于半导体生产线通常是不间断运转，常通过电子级氟化液来进行恒温冷却以保障稳定运行电子氟化液是半导体蚀刻工艺中晶圆表面控温的关键供应链原料其生产技术难度大品质要求苛刻。目前电子氟化液主要被海外公司垄断，国内企业处于加速追赶状态，全球仅有美国、索尔维等少数企业能提供电子氟化液的冷却方案。产品名称 公司 产品特点 适用范围表产品名称 公司 产品特点 适用范围3MFluoriner电子 氟化液3MNvc电子氟化液 Fluere氟流体

3MFluorier电子氟化透明腐行温度围热稳性化学稳性电常数低不可燃非基、低性无腐蚀，良好的料容性和稳性。3MNovc电子氟液具有较的球升温能值(WP)和零臭氧消潜值(DP)沸点适中458C，利蒸发带热，具有广泛适性。非险，无燃闪电绝缘好具有于5kv的极高电压，良的动性，水低的粘等主要成是氟聚醚低气压化情、

数据中单和两相没液冷3M当前建议Novc产品列中氢类(HF)用于数据中液冷却应用广泛应于子器件热统特用于计机务器系以高压变压器的浸式热介质电车电池却系统等汽车部公设食机械光学FomblinVAC2/6华经产业研究院、

索尔

不燃性高稳定性良的润滑、点高介性低表面力诸多优特性

仪器的滑备防护也用于数心液冷却液M冷却液主要分为两大类以M™Fluoert™电子流体命名的全氟碳化合（FCs以™vc™工程流体命名的氢氟醚（HF）。其中，有一些型号适用于浸没式冷却，包括：）PFC：型号为F、F0、F3、328、F2和F0的™Frinert™电子流体）HFE：型号为、、、0、、00的™™的工程流体。）™lorinert™电子流体用于浸没式冷却™Fluont™电子流体为全氟碳化合（FC主要由碳和氟组成但可能还含有氮和或氧这些流体无色、无味、非油基和无腐蚀性，具有宽广的操作温度范围、低毒性、出色的热/化学稳定性以及优异的介电性能，可用于单相或两相浸没冷却系统。它们由于其极低的介电常数和高介电强度而非常适合数据中心浸没式冷却。）™™工程流体用于浸没式冷却™vc™工程流体主要用于热传递包括两种类型的氟化学品氟酮（F和氢氟（HF。M目前建议使用HFENvec流体进行数据中心液体冷却应用。c液体是非油基的，毒性低，无腐蚀性，具有良好的材料兼容性和热稳定性NvcHFE液体具有低全球变暖潜（WP和零臭氧消耗潜（OD为数据中心提供了一种创新和可持续的解决方案，可用于单相或双相数据中心液冷（直接散热和浸没散热）应用。Nvec液体和Fluoinet液体均没有闭杯闪点，因此它们在GHS下不被分类为易燃液体。这为许多传热应用，包浸没式冷却提供了额外的安全元素与具有高闪点的碳氢化合物不同c液体和Fluoinet液体在广泛温度范内都表现出低粘度，并且能够从任何表面干净蒸发。c液体和Furinert液体具有不同的分子结构，但表现出类似的性质，如非臭氧破坏、低毒性和低溶解度。M退出市场，国内冷却液生产商迎来新的发展机遇。2年2月0日，因环保原因和原材料问题，美国M宣布将退出全氟烷基和多氟烷基物质（P）的生产，并努力在5年底前停止在其产品组合中使用PA，预将对全球半导体冷却液市场产生重大影响，同时为国内企业加速追赶提供新的发展机遇。产品名称 公司 产品特点 适用范围表产品名称 公司 产品特点 适用范围JHT系列是氟聚醚品具有诸优：杰的热性和学稳定优的材料容，良好

JHT系列主应用于导、制药工空晶显屏制巨芯冷却液D系列JHT列eafTH电氟化液HELFTICME等系列公司公告、

巨化股份（海斯福新宙邦

的热转能，杰出介性，无性。D系列为氢醚化合物是色无味毒害绝环保产品高导热率电绝缘高学稳定、燃性

等领域用于运温较低的数据中现冷却温节能排D系广泛用数中心没冷却。半导体hir冷却数据心浸没冷却精密洗相焊电检漏等域四、相关公司 1、巨化股份0年底，巨化集团技术中心开发的高性能巨芯专用冷却液正式出厂，填补了国内高性能大数据中心专用冷却液空白该冷却液是巨化集团技术中心研发团队基于十余年的冷却液研发技术积累最终成功开发出的高性能大数中心设备专用的巨芯冷却液巨芯冷却液具有电绝缘无腐蚀低挥发热稳定性好等优点作为大数据中心冷却产品巨芯冷却液已通过第三方测试流动模拟测试基材兼容性测试和单机运行测试主要性能指标与国外垄断品相当。目前，公司依托自有的技术研发中心已成功开发出系列电子氟化液产品包括氢氟醚D系列产品和全氟聚JHT系列产品。1年8月巨化下企业浙创氟高年产0吨巨