冷板式液冷 vs 浸没式液冷：架构、成本与维护比较

冷板式 direct-to-chip 液冷把冷板贴近 CPU、GPU 等高热元件，浸没式液冷则让 IT 设备直接接触介电液。 冷板式延续标准服务器与机架形态，并以歧管、CDU 和部分风冷形成混合系统；浸没式以更完整的液体接触提高 heat capture，同时引入 tank、流体管理、材料相容及专用维修流程。

两种技术都要把热送到机房外。公平比较应固定相同 IT load、rack density、全年环境、可靠性及 facility heat-rejection system，再评估能耗、水耗、改造、维护和商业供应链。

OCP 将 immersion 分为 single-phase 与 two-phase：单相流体循环吸热并保持液态；两相流体在热源附近汽化，再于 condenser 凝结回液体。这条分类描述 流体的相变行为；液体接触冷板或整台设备则属另一个维度。^[3]

本文证据截至 2026 年 9 月 4 日。

图：先分液体接触位置，再分单相与两相；最终热量仍要经 CDU／heat exchanger 及设施排热系统送到室外。

冷板式 direct-to-chip 液冷怎样工作？

冷板内部有流道，冷却液从 CPU、GPU、DIMM、VRM 或其他高热元件附近吸收热量，再经 hose、quick disconnect 和 manifold 汇入 CDU。CDU 控制 supply temperature、flow、pressure、water quality 及 heat exchange，并把热送往 facility loop 或 air-side heat exchanger。

NVIDIA DGX GB 的 compute tray 以 cold plates 冷却 CPU 和 GPU，networking 及 storage devices 则由风扇冷却。^[1] 这种架构保留标准 rack service model，亦说明「direct-to-chip」通常是一套精准分配的混合冷却系统。

Microsoft 的 HXU 进一步展示 air-cooled data centre retrofit：冷板回路先把热送入 air-to-liquid heat exchanger，再由既有空气系统处理。^[5] 若机房具备 facility water，L2L CDU 可以直接把热送往设施侧。

浸没式液冷怎样工作？

浸没系统让 motherboard、accelerator 或整个 IT chassis 直接接触 dielectric fluid。介电性让流体可接近 powered electronics；tank、busbar、cable、seal、lifting、cleaning 及 service procedure 都要为流体环境设计。

单相浸没

冷却液吸热后仍保持液态，以 natural 或 forced convection 流向 heat exchanger，再冷却回 tank。设计重点包括 fluid viscosity、pump、filter、oxidation、材料相容及 fluid lifecycle。

两相浸没

流体在热源附近沸腾形成蒸气，蒸气在 condenser 凝结并回流。phase change 可在固定饱和温度吸收大量热，但 sealing、fluid loss、pressure、环境特性和材料选择更敏感。^[3]

冷板式与浸没式液冷有什么核心差别？

介电液需要核对哪些材料与环境条件？

OCP 的 immersion material compatibility 文件要求供应商提供 dielectric strength、dielectric constant、moisture、resistivity、specific heat 等资料，并评估 plastics、elastomers、solder、adhesive、cable、connector 及 coating 长期接触后的变化。^[4]

流体选择亦要看 fire safety、toxicity、Global Warming Potential（GWP）、Ozone Depletion Potential（ODP）、PFAS 规管、回收与处置。技术效率只是其中一项；设备 warranty、供应安全及全生命周期管理同样会影响 deployment economics。

哪些情况较适合冷板式液冷？

冷板式较适合以下条件：

• 希望延续标准 rack／server form factor；
• 主要热源集中在 CPU、GPU、memory 或 power components；
• 机房可加入 L2A HXU 或 L2L CDU；
• 维修要求以 tray／rack 为 service domain；
• OEM、chip platform、cold plate 与 QD 已完成共同 qualification。

中国 GB/T 48023-2026 已为数据中心冷板式系统建立新的国家技术规范，2027 年 2 月 1 日起实施。^[6] OCP 亦以 cold plate loop、CDU、coolant 及 connector 工作组推进互通。^[2]

哪些情况值得评估浸没式液冷？

浸没式适合由新设计开始评估的高 heat-flux／high-density 场景，尤其当 operator 可以控制 IT hardware、tank、fluid 和 maintenance lifecycle。选择前要完成：

1. IT equipment 与流体材料相容；
2. single-phase／two-phase 的 environmental and safety review；
3. equipment installation、lifting、cleaning、repair 及 warranty 流程；
4. heat exchanger 与最终 facility rejection capacity；
5. fluid supply、monitoring、recovery and end-of-life economics。

投资者怎样比较两条供应链？

冷板式的公开市场供应链较容易拆成 cold plate／QD、manifold／CDU、rack integration 和 facility cooling；相关公司可由 液冷概念股产业 Hub进入。浸没式供应商中有较多未上市专业公司，上市公司常以 fluid、heat exchanger、pump、industrial cooling 或 system integration 的部分业务参与。

投资证据应依次核对：

规格与材料测试
→ 平台／客户 qualification
→ 可维修的 reference design
→ 工厂产能及合格出货
→ 现场 acceptance 与 installed capacity
→ 收入、毛利、working capital 与现金

CDU、manifold 与 chiller 的具体设备边界见 数据中心 CDU；整个 AI rack 到机房外的热路径见 AI 数据中心液冷。

常见问题：冷板、浸没与介电液

冷板式液冷是否一定使用水？

冷板回路可使用处理水、water／glycol mixtures 或其他相容 coolant；材料、腐蚀、黏度、比热及 operating temperature 共同决定配方。

浸没式液冷是否一定是两相？

浸没式同时有单相与两相。单相让流体保持液态循环；两相利用汽化与凝结传热。

Direct-to-chip 和 direct liquid cooling 是同一意思吗？

市场经常把两者并用；精确表达应交代液体接触的是 cold plate、enclosed chassis 还是整台 immersed equipment。

可以只比较两种技术的 PUE 吗？

技术决策应同步比较 PUE、WUE、heat capture、IT utilization、reliability、service process 和 facility boundary。单一供应商的 PUE 数字适用于其指定配置。