算力遭遇散热墙,谷歌为何来中国寻找答案?
2026-03-24
来源:电子技术应用
引言:当算力遭遇"散热墙"
2026年3月,一则来自路透社的消息在全球科技产业激起涟漪:谷歌母公司Alphabet的一支采购团队悄然抵达中国大陆,与深圳英维克科技等中国液冷设备厂商展开密集洽谈,意图为旗下AI数据中心采购液冷系统。这支来自中国台湾业务的采购团队不仅已与英维克会面,还计划接触更多中国供应商,寻求解决全球AI数据中心建设中最棘手的瓶颈——散热。
这一动向绝非偶然。据摩根大通预测,全球AI服务器液冷系统市场规模将从2025年的约89亿美元飙升至2026年的170亿美元以上。而在谷歌自身激进的算力扩张计划中,2026年资本支出预计将达到1750亿至1850亿美元,其中相当比例将用于数据中心基础设施与自研TPU芯片的液冷化改造。
当全球科技巨头在AI算力竞赛中一路狂奔,他们突然发现:制约AI工厂运转的不仅是芯片产能,更是如何为功率密度日益攀升的算力集群"退烧"。在这一背景下,中国液冷产业凭借技术成熟度、产能规模与成本优势,正从幕后走向台前,成为全球AI基础设施供应链中不可忽视的关键力量。

第一章:数据中心冷却方案的演进之路
1.1 从风冷到液冷:技术演进的必然逻辑
数据中心制冷技术的发展史,本质上是一部与芯片功耗持续攀升的"军备竞赛"史。从早期的封闭冷热通道、机柜循环制冷,到背板热交换、间接蒸发冷却,再到如今的喷淋液冷、冷板液冷、浸没液冷等多元化方案,制冷技术的每一次迭代都紧随着算力密度的跃升。
传统风冷系统曾是数据中心制冷的主流方案,其原理是通过空调系统将冷空气送入机房,带走服务器产生的热量。然而,随着AI大模型训练需求的爆发,单机柜功率密度已从传统的5-10kW飙升至40kW以上,部分高端AI机柜甚至达到100kW乃至120kW。当芯片功率超过300W时,传统风冷系统的散热能力便已逼近物理极限。
液冷技术的核心优势在于利用液体的高比热容与导热系数。液体的体积比热容是空气的1000-3500倍,导热系数是空气的20-30倍,这意味着同等空间下液冷的冷却能力远高于空气。更重要的是,液冷系统可采用中高温水(一次侧进水温度35℃,二次侧供液温度40℃)完成散热,实现全年全地域自然冷却,省去大部分风扇及空调系统能耗,相比传统风冷机房节能20%-30%以上。
1.2 液冷技术的三大技术路线
当前液冷技术主要分为冷板式、浸没式和喷淋式三大类,各具优势与适用场景:
冷板式液冷是目前市场绝对主流,占据液冷数据中心应用比例的90%以上。该技术通过将冷板固定在CPU、GPU等高功耗芯片上,液体在冷板内流动带走热量,属于间接接触型液冷。其核心优势在于兼容性强、改造成本低,无需对服务器结构进行大幅改造,可直接兼容现有风冷数据中心基础设施,PUE值可控制在1.1-1.2之间。浪潮信息、中科曙光等国内厂商在该领域已实现规模化部署。
浸没式液冷则是技术演进的前沿方向。该技术将服务器完全浸入电子氟化液或矿物油等绝缘冷却液中,通过液体直接接触发热器件实现散热,可分为单相浸没(液体始终为液态)与两相浸没(液体吸热气化后冷凝回流)。浸没式液冷可实现PUE低至1.05以下的极限能效,散热能力最强,且可实现近乎零噪音运行。然而,其初期投资成本较高,冷却液用量大(单柜需400-600升),且对冷却液品质要求极高,3M Novec系列氟化液每升价格超过500元。
喷淋式液冷介于两者之间,通过将冷却液精准喷淋至发热器件实现散热,冷却液用量较浸没式减少70%,维护相对便捷,但系统复杂度较高,喷嘴易堵塞,对冷却液清洁度要求极高。
从技术成熟度来看,单相冷板式液冷已完全成熟并实现大规模商用,单相浸没式液冷正加速普及,而两相冷板式、两相浸没式及喷淋式液冷仍处于技术完善与产业生态构建阶段。
第二章:全球液冷市场格局与中外对比
2.1 全球市场:爆发式增长与结构性分化
全球数据中心液冷市场正经历爆发式增长。据Omdia数据,2024年单相冷板液冷市场规模已达16.16亿美元,同比增长150%;两相冷板液冷市场同比增长两倍多,2025年预计再增50%,市场规模从3820万美元增至7700万美元。更宏观的视角下,2024年全球液冷市场规模约500亿元人民币,2025年预计达2000亿元,中国占比约35%。
从市场结构看,冷板式液冷凭借技术成熟度与成本优势占据主导地位,2024年在数据中心液冷市场占比超过90%;浸没式液冷则随着技术成熟度提升与成本下降加速普及,逐渐成为高密度AI算力场景的首选方案。预计到2031年,全球数据中心液冷设备市场规模将达到约100亿美元,2024-2031年均复合增速约20%。
2.2 国际竞争格局:欧美日主导与中国崛起
在全球液冷市场,竞争格局呈现三级梯队分化。第一梯队为欧美企业,如Vertiv(维谛)、CoolIT Systems、Stulz等,凭借先发优势与端到端解决方案能力占据高端市场;第二梯队为日本企业,在精密泵阀、导热材料等核心部件领域拥有深厚积累;第三梯队则为中国企业,正凭借产能规模、成本优势与技术迭代实现快速追赶。
Vertiv作为全球液冷市场领导者,提供包括芯片级直接冷却与浸没式冷却在内的端到端热管理解决方案,与英伟达基础设施增长高度契合,拥有大量积压订单。Modine Manufacturing、nVent Electric等企业也在数据中心冷水机组、精密冷却系统、后门热交换器等领域占据重要份额。
然而,中国供应商的崛起正在改变这一格局。据Omdia报告,浪潮信息已跻身数据中心液冷基础设施市场全球前五。英维克在全球液冷市场CR5(前五名集中度)约40%的竞争格局中位列全球前五,国内冷板式液冷市占率超50%。更值得关注的是,中国厂商在印制电路板、光模块等关联产业链同样占据主导地位,胜宏科技等企业的客户名单已涵盖英伟达与谷歌。
2.3 中国市场的独特优势:产能、成本与场景验证
中国液冷产业的核心竞争力源于三重独特优势:
首先是产能规模与供应链完整性。得益于国内旺盛的AI算力需求,中国已建成全球最大规模的数据中心液冷部署场景。国内众多数据中心项目帮助供应商提升产量、降低成本,形成了从上游冷却液、CDU、冷板、接头,到中游液冷服务器、系统集成,再到下游数据中心运维的完整产业链。以英维克为例,其已构建起从上游核心材料(自研氟化冷却液)、中游关键部件(冷板、CDU等),到下游全场景解决方案的垂直产业链。
其次是技术成熟度与工程经验。中国企业在液冷技术的规模化应用中积累了丰富经验。浪潮信息建成亚洲最大液冷基地,年产能超10万台,冷板式液冷整机柜市占率超45%,单机柜功率密度达100kW。中科曙光旗下曙光数创凭借浸没式液冷实现30%的超高毛利率,浸没式液冷方案市占率超60%,主导制定《数据中心浸没式相变冷却技术规范》。华为则推出单机柜功率密度达100kW的全栈自研液冷方案。
最后是成本优势与快速响应能力。中国液冷设备在保持技术性能的同时,具备显著的成本竞争力。英维克2025年前三季度营收同比激增40%,市值突破千亿元,展现出强劲的成长动能。更重要的是,中国企业能够提供从零部件到系统集成的全链条解决方案,缩短交付周期,降低客户的总体拥有成本(TCO)。
第三章:谷歌为何选择中国液冷方案
3.1 供应链紧张:全球液冷设备的结构性短缺
谷歌采购团队访华的首要背景,是全球AI数据中心建设热潮引发的液冷设备供应紧张。据路透社报道,谷歌运营团队本月的访华行程"反映出这类系统零部件供应紧张"。这种紧张不仅体现在高端芯片领域,更蔓延至液冷系统等关键配套环节。
液冷市场的高度分散性加剧了供应压力。与服务器、芯片等标准化产品不同,液冷系统涉及CDU(冷却液分配单元)、冷板、快接头、冷却液、管路等众多零部件,众多供应商分别提供系统的不同部件,供应链协调复杂度极高。在亚太地区,富士康、Auras、Delta Asia等台湾企业虽是谷歌的传统供应商,但面对激增的需求已显得捉襟见肘。
中国供应商凭借完整的产业链与快速扩产能力,成为缓解全球供应紧张的关键力量。英维克在近期行业活动上展示了按照谷歌规格打造的第五代CDU(冷却液分配单元),这正是液冷系统中将冷却液输送至服务器机架的核心组件。高盛在与英维克举行分析师电话会议后发布的报告指出,英维克预计今年液冷业务收入将逐季增长,潜在订单包括来自谷歌的第五代CDU及其他零部件采购意向。
3.2 技术适配:谷歌TPU的液冷化需求
谷歌选择中国液冷方案的另一重深层逻辑,在于其自研TPU芯片的液冷化需求与中国的技术适配性。2025年11月,谷歌正式发布第七代自研AI芯片Ironwood(TPU v7),在相同BF16分辨率下,其AI训练性能比TPU v5提升5倍。然而,性能跃升伴随着功耗飙升——TPU v7单芯片功耗已达980W,这意味着配套机柜必须全面采用液冷技术,机柜液冷模块价值量将进一步提升。
谷歌TPU芯片正获得市场广泛认可。Anthropic宣布将在未来5年采购价值超300亿美元的TPU以支持Claude系列大模型;Meta计划将于2026年起租赁谷歌TPU云算力。据媒体披露,谷歌已大幅下调一代TPU v7e芯片订单预期,订单量比原规划实现翻倍级增长。这种爆发式需求使谷歌的液冷设备采购压力陡增。
中国液冷厂商在适配高功率芯片方面已积累丰富经验。英维克作为英伟达GB200液冷方案供应商,已深度参与全球最高功率密度AI算力集群的散热解决方案。其在CDU、冷板等核心部件上的技术能力,与谷歌TPU的液冷化需求高度契合。更重要的是,中国厂商能够提供从设计、制造到交付的全链条服务,缩短产品迭代周期,这对于算力扩张压力巨大的谷歌而言至关重要。
3.3 地缘政治与商业现实的平衡
在中美科技竞争日趋激烈的背景下,谷歌选择中国液冷方案似乎颇具戏剧性。然而,商业现实往往超越政治叙事。路透社的报道明确指出,此次谈判"凸显出,全球人工智能数据中心基础设施建设竞赛,不仅导致高端芯片供应紧张,低附加值设备同样供不应求;同时也表明,尽管中美关系日益紧张,中国供应商在全球数据中心发展中发挥着越来越重要的作用"。
液冷设备虽不如AI芯片那般具有战略敏感性,但其对于数据中心的稳定运行同样不可或缺。在全球供应链重构的背景下,谷歌需要多元化的供应商组合以分散风险。中国液冷厂商不仅能够提供具有竞争力的产品,更在积极布局海外产能以应对地缘政治风险。英维克已明确表示,计划扩建位于广东省的新工厂产能,同时继续建设泰国和美国的生产设施。2025年11月,英维克在投资者互动平台确认,为更有效拓展海外市场,公司已开始在东南亚、北美等地布局海外供应链。
这种"中国技术+全球产能"的供应模式,为谷歌等跨国企业提供了政治风险与商业利益的平衡方案。通过在中国进行技术研发与核心制造,同时在东南亚、北美布局组装与交付能力,中国液冷厂商既保持了成本与技术优势,又降低了地缘政治风险,这正是谷歌等全球巨头所看重的供应链韧性。
第四章:中国液冷产业的系统性布局
4.1 产业链全景:从上游材料到下游应用
中国液冷产业已形成全球最完整的产业链布局,涵盖上游核心材料与零部件、中游关键设备与系统集成、下游数据中心应用与运维服务。
上游:核心材料与零部件突破
冷却液作为液冷系统的"血液",是产业链上游的关键环节。冷板式液冷多采用水基冷却液(如乙二醇溶液、丙二醇溶液),而浸没式液冷则需使用电子氟化液或矿物油等非水基冷却液。在这一领域,中国企业正加速国产替代进程。
巨化股份主导半导体氟化液国产替代,联创股份深耕新能源车热管理细分市场,新宙邦聚焦芯片散热高附加值领域,其含氟冷却液已形成批量供应,主要供应半导体芯片制程冷却及数据中心浸没式冷却。在有机硅冷却液领域,新安股份拥有从上游硅矿开采冶炼到下游终端产品制造的完整产业链,其联合算想科技推出的有机硅液冷解决方案已商用落地;润禾材料的硅基冷却液产品已量产并形成销售。
CDU(冷却液分配单元)作为液冷系统的核心部件,技术壁垒极高。中国CDU产业已形成"精密控流-材料创新-系统集成"三重技术壁垒,头部企业通过突破漏液检测精度(达0.1mL/min)、纳米级导热材料(效能提升40%)及全栈式解决方案,显著提升全球竞争力。英维克、科华数据、同飞股份等企业在该领域占据重要地位。
此外,快接头(UQD)、电磁阀、冷板、TANK、manifold等关键零部件,中国企业均已实现规模化生产。中航光电、纽威阀门、神通阀门等企业在各自细分领域建立了技术优势。
中游:系统集成与解决方案
中游液冷服务器与系统集成领域,中国企业呈现百花齐放格局。浪潮信息作为全球液冷服务器龙头,冷板式液冷整机柜市占率超45%,与英伟达合作开发适配H100芯片的液冷方案,产品批量应用于阿里云、腾讯云等超算中心,2024年液冷业务营收占比突破30%。中科曙光旗下曙光数创为北交所液冷第一股,其浸没式液冷方案市占率超60%,冷板式液冷PUE可低至1.04,单机柜功率密度达50kW。
华为、中兴通讯等通信巨头也深度布局液冷领域。华为推出全栈自研液冷方案,单机柜功率密度达100kW;中兴通讯从冷板式液冷和双相浸没式液冷两大方向进行布局,构建起完整的垂直产业链。申菱环境作为华为数据中心液冷唯一合作伙伴,液冷机组累计交付近万台,其单相浸没式系统适配英伟达DGX SuperPOD架构,PUE低至1.15。
下游:应用场景持续拓展
下游应用领域,液冷技术正从数据中心向更广泛场景延伸。在AI算力领域,字节跳动1600亿算力基建项目、三大运营商数据中心、国家超算中心等标杆项目均采用中国液冷方案。在储能领域,英维克的BattCool液冷系统适配-40℃至55℃全气候场景,服务特斯拉Megapack、宁德时代等头部客户,全球储能温控市占率达35%。在新能源汽车、工业制造、半导体蚀刻等领域,液冷技术的应用边界也在不断拓展。
4.2 区域布局:产业集群与"东数西算"协同
中国液冷产业的区域布局呈现明显的集群化特征,并与"东数西算"国家战略深度协同。
珠三角:创新与制造中心
以深圳为核心的珠三角地区是中国液冷产业的创新高地。英维克、飞荣达、中石科技等龙头企业聚集于此,依托完善的电子制造产业链与活跃的创新创业生态,在CDU、冷板、导热材料等核心部件领域形成技术优势。英维克计划扩建的广东新工厂,将进一步巩固珠三角在液冷制造领域的领先地位。
长三角:冷却液与材料基地
长三角地区在氟化工、有机硅等上游材料领域具有深厚积累。浙江巨化、江苏新宙邦、浙江新安股份等企业在此布局,形成从萤石开采、氟化工制冷剂到电子氟化液的完整产业链。2025年末,萤石厂商金石资源通过入股浙江诺亚氟化工进入浸没式液冷市场,进一步强化了长三角在冷却液领域的优势。
京津冀:超算与智算应用前沿
北京、天津等地作为国家超算中心与智算中心的主要承载地,为液冷技术提供了丰富的应用场景。中科曙光、浪潮信息等企业在此设立研发中心,与国家级算力基础设施深度协同。北京严格的PUE政策(新建数据中心PUE准入值1.2)更倒逼液冷技术的快速普及。
西部枢纽:规模化部署与绿色能源
在"东数西算"工程推动下,贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等西部枢纽节点正成为液冷数据中心规模化部署的主战场。这些地区气候凉爽、绿电丰富,结合液冷技术的节能优势,可实现PUE的极致优化。西部数据中心集群平均PUE小于1.2的要求,为液冷技术提供了广阔的应用空间。
4.3 技术演进方向:从跟随到引领
中国液冷产业正从技术跟随者向创新引领者转变,在多个前沿方向取得突破。
负压液冷技术:浪潮信息首创液环式真空CDU,使液冷系统二次侧均为负压,彻底杜绝漏液隐患,在技术极简化的同时大幅提升系统可靠性,加速推动冷板液冷技术的普及。
两相液冷技术:浪潮信息最新发布的元脑MW级泵驱两相液冷整机柜,单芯片解热突破3000W,解热能力高达每平方厘米250W以上,充分满足未来GW级AI数据中心的高散热需求。中兴通讯也在双相浸没式液冷方向进行深度布局。
智能化运维:头部企业正将AI技术融入液冷系统运维,通过预测性维护、智能调优等手段降低运营成本。英维克等企业的液冷系统已实现远程监控、故障预警与自动修复功能,大幅提升了数据中心的运营效率。
标准制定话语权:中国企业正从标准跟随者转变为制定者。中科曙光主导制定《数据中心浸没式相变冷却技术规范》,浪潮信息参与制定《冷板式液冷测试验证技术白皮书》,申菱环境参与制定《冷板式液冷测试验证技术白皮书》。这些标准的制定,标志着中国液冷产业从技术实践走向规则引领。
4.4 国际化布局:从本土到全球
面对全球市场需求,中国液冷企业正加速国际化布局,构建"中国研发+全球交付"的供应网络。
英维克是这一战略的典型代表。公司不仅计划扩建广东新工厂,更持续推进泰国和美国的生产设施建设。2025年7月,英维克携手九慧科技启动泰国SAP ERP项目,为其泰国业务降本增效、构建全链条数字化管理体系。2025年11月,公司确认已开始在东南亚、北美等地布局海外供应链,墨西哥工厂2025年产能突破10亿元,覆盖北美数据中心液冷需求;泰国基地通过SAP ERP系统优化供应链,液冷部件交付周期缩短至45天(行业平均70天)。公司海外收入占比从2024年的16%提升至2025年目标30%,海外业务毛利率超50%,远高于国内业务。
浪潮信息、中科曙光等企业也在积极拓展海外市场,通过参与海外数据中心项目、建立本地化服务团队等方式,提升全球市场份额。中国液冷技术的标准输出与方案出海,正成为"新基建"国际化的重要组成部分。
第五章:液冷中国方案的战略价值与未来展望
5.1 全球AI基础设施供应链重构
谷歌寻求中国液冷方案,标志着全球AI基础设施供应链正在经历深刻重构。在AI算力竞赛中,竞争已从单一的芯片性能比拼,升级为全方位的系统能效之争。液冷、CPO(共封装光学)、高速互联等上下游技术的重要性被提升到前所未有的高度。
在这一背景下,中国凭借在液冷领域的完整产业链、规模化应用经验与成本优势,正成为全球AI基础设施供应链的关键节点。这不仅体现在设备供应层面,更体现在技术标准、工程实践与解决方案输出层面。中国液冷产业的崛起,为全球AI数据中心建设提供了除欧美传统供应商之外的可靠选择,增强了供应链的韧性与多样性。
5.2 技术自主与产业安全的战略意义
对于中国而言,液冷产业的发展具有超越商业价值的战略意义。在AI芯片受制于人的背景下,液冷技术作为算力基础设施的关键环节,其自主可控关乎国家算力安全。通过构建从上游材料到下游应用的完整产业链,中国不仅降低了对外依赖,更在全球AI基础设施竞争中掌握了重要话语权。
液冷技术的自主可控,还为国产AI芯片的发展提供了重要支撑。高功率芯片的散热问题是制约国产芯片性能提升的关键瓶颈之一,而本土液冷方案的技术成熟,为国产芯片的规模化应用创造了条件。这种"芯片+散热"的协同创新,正成为中国AI产业突围的重要路径。
5.3 绿色算力与可持续发展
在全球碳中和背景下,液冷技术的节能优势使其成为绿色算力的必然选择。据测算,规模为10MW的数据中心,采用液冷方案(PUE 1.15)相比冷冻水方案(PUE 1.35),预计2.2年左右可回收增加的基础设施初投资,每年可节省大量电费。中国2024年算力中心总耗电量达1660亿千瓦时,约占全社会总用电量的1.68%,液冷技术的普及对于降低数据中心能耗、实现"双碳"目标具有重要意义。
中国液冷产业在绿色技术方面的探索,也为全球数据中心可持续发展提供了中国方案。从自然冷却技术到余热回收利用,从低GWP(全球变暖潜能值)冷却液研发到全生命周期碳足迹管理,中国企业正将绿色理念融入液冷技术的全链条。
5.4 未来展望:从百亿美元到千亿美元市场
展望未来,全球液冷市场将迎来更为迅猛的增长。据中商产业研究院预测,2024年中国液冷数据中心市场规模达110.1亿元,2025年将增长至177亿元,2029年有望突破1300亿元。全球市场方面,预计到2029年液冷服务器市场规模将达162亿美元,年复合增长率46.8%。
技术演进方面,随着英伟达Blackwell架构芯片单芯片功耗突破1200W,GB300服务器单机柜功率密度高达120kW,液冷技术将从"高密度场景必选"向"通用化标配"演进。单相浸没式液冷技术将加速普及,成本降幅有望超过30%;冷却液国产替代率将向80%以上迈进;智能运维技术将实现AI预测性维护的全面应用。
产业格局方面,中国液冷企业有望在全球市场占据更大份额。通过技术迭代、产能扩张与国际化布局,中国企业将从国内市场的主导者成长为全球市场的引领者。英维克、浪潮信息、中科曙光等龙头企业,有望在未来3-5年内跻身全球液冷市场前三甲。
结语:液冷背后的算力博弈
谷歌寻求中国液冷方案,看似是一次普通的商业采购,实则是全球AI算力博弈的缩影。当AI工厂成为智能时代的基础设施,散热能力便成为制约算力释放的关键瓶颈。中国液冷产业的崛起,不仅为全球AI数据中心建设提供了可靠的"降温答案",更在无形中重塑着全球科技产业的权力格局。
从风冷到液冷,从跟随到引领,中国液冷产业的发展历程印证了一个朴素的道理:在硬核科技领域,唯有通过持续的技术积累、完整的产业链构建与规模化的应用验证,才能在全球竞争中赢得一席之地。当谷歌的采购团队在深圳与英维克的工程师讨论CDU的技术细节时,他们不仅是在采购一套冷却系统,更是在认可中国液冷技术的价值,参与全球AI基础设施供应链的重构。
液冷的中国方案,既是应对算力狂飙的务实选择,也是中国科技产业从制造大国向创新强国转型的生动注脚。在AI时代的算力博弈中,散热这一看似"边缘"的技术领域,正成为中国参与全球科技竞争的重要支点。而当更多像液冷这样的"中国方案"涌现,全球科技产业的版图也将被重新绘制。

