液冷解决方案预计到2035年将达到232.4亿美元的市场规模,由千兆瓦级AI数据中心部署驱动。
人工智能正在改写数据中心冷却的规则。随着机架密度达到前所未有的水平,液体冷却对于性能、效率和可扩展性变得至关重要。
AI基础设施正在迅速向更大规模的园区、更密集的GPU集群和更苛刻的热负荷发展。这种转变正在将冷却从设施支持功能转变为影响计算性能、功率效率、水使用和部署速度的中心设计决策。根据DataM Intelligence的数据,数据中心液体冷却市场在2025年的估值为33.9亿美元,预计到2035年将达到232.4亿美元,从2026年到2035年的复合年增长率为21.21%。北美占据了约35.6%的市场份额,而直接芯片冷却约占技术需求的42.9%。
随着AI机架突破传统空气冷却的限制,热挑战的规模在不断增加。30 kW至100 kW以上的机架功率密度使基于空气的系统对现代AI工作负荷的实用性大幅下降。NVIDIA的Rubin系统参考架构显示机架功率接近225 kW,而电源供应商正在开发1 MW机架及更大规模配置的架构。在园区规模,数千个机架可能产生集中的热排斥需求,必须与变电站、备用电源和水基础设施一起规划。
这种转变正在直接芯片冷却、单相浸没冷却、后门热交换器和喷雾或喷气冷却之间创建竞争市场。每种技术都适用于部署曲线的不同阶段。直接芯片系统为新AI数据中心和分阶段改造提供了实用路径。后门热交换器可以延长空气冷却设施的使用寿命。浸没冷却可以支持超高密度环境,其中运营商可以重新设计服务器维护模式。喷雾和喷气方法正在出现,用于局部热点管理和未来芯片封装。
向吉瓦级AI园区的发展大大扩展了超越冷板和冷却液分配装置的可寻址市场。支持数百兆瓦IT负荷的园区需要一个协调的热系统,涵盖机架循环、设施水循环、热交换器和热排斥设备。该设计还必须包括能够跨数千个节点以一致可靠性运行的泵、阀门、歧管、传感器和泄漏检测系统。
DataM Intelligence估计解决方案约占市场收入的74.5%,反映了对集成系统而非单个组件的需求。超大规模设施约占收入的38.9%,AI或机器学习工作负荷约占需求的34.8%。目前全球不到30%的数据中心使用液体冷却,这留下了大量的转换潜力,因为新服务器平台正在将液体冷却准备作为标准采购要求。
最大的近期机会可能在于直接芯片系统,因为它们可以在处理器处移除热量,同时保留熟悉的机架布局和维护做法。冷板、冷却液分配装置和温水循环也可以在合适的气候中减少对机械冷却器的依赖。2026年发表的研究表明,优化的冷板通道设计与基线设计相比,将最大芯片温度降低了超过35摄氏度,展示了材料工程和流体路径优化如何改进热性能。
浸没冷却因为用介电液体包围电子元器件而在密集AI和高性能计算环境中获得关注。这种模式可以降低风扇能耗并实现紧凑的服务器配置。采用仍然取决于服务器保修、维护工作流、流体兼容性和标准化。后门热交换器对于需要过渡架构的运营商仍然很重要,而混合气液系统可以支持配置传统服务器和新GPU机架的混合园区。
冷却技术的选择越来越受到本地条件的制约。根据国际能源署的数据,到2030年,美国数据中心预计将占电力需求增长的约一半。大型园区正在建设在具有电网接入、土地和燃气基础设施的地区,但水可用性和互联延迟正在影响设施设计。闭路液体系统、干冷却器和温水操作可以减少水依赖,并在受限市场中支持更快的许可。
欧洲更加强调能源效率、热回收和城市融合。液体冷却比传统空气系统能产生更高质量的余热,改进了地区供热和工业热再利用在本地网络存在时的经济效益。机会延伸到热泵、热储能和数字控制平台,这些平台可以将冷却输出与外部热需求相匹配。能够从回收热中获利的运营商可能会改善可持续性性能和场地经济。
竞争格局正在冷却价值链的多个层面扩展。冷板和CDU制造商在热阻、流量控制和可维护性方面竞争。流体供应商正在开发介电液体、防腐保护包和长效冷却液配方。泵和阀门供应商正在调整产品以获得更高的可靠性和更低的泄漏风险。数字平台变得越来越重要,因为吉瓦级园区需要对温度、压力、流量和冷却液质量的持续监测。
数字孪生和自适应控制可以创建另一层效率。一项基于Frontier超大规模超级计算机的2026年研究发现,流量和供水温度的协调优化可以在实际操作约束下实现约27.8%的能耗节省。这表明未来的冷却市场将包括能跨变化AI工作负荷优化热系统的软件,而不是依赖静态操作设置。
下一个投资周期将由支持园区规模计算的需求所推动。直接芯片系统可能会引领近期部署,因为它们与当前的服务器路线图一致。浸没冷却可以在专门的高密度设施中获得市场份额。后门系统可以满足改造需求。当芯片级热流增加和封装不断发展时,喷雾和喷气冷却可能会变得更加相关。