我國科學(xué)家，取得新突破！

每經(jīng)編輯 畢陸名

據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道，手機(jī)電腦、儲能電池等器件設(shè)備運(yùn)行過程中，必然伴隨發(fā)熱現(xiàn)象。實(shí)現(xiàn)更高效散熱，是多個(gè)行業(yè)迫切需要解決的難題。華北電力大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在新型散熱機(jī)制——薄液膜沸騰研究方面，成功實(shí)現(xiàn)了超過2000W/cm²的超高熱流密度，刷新國內(nèi)外目前已知的相關(guān)公開紀(jì)錄，有望進(jìn)一步提升器件設(shè)備散熱效果。該成果近日在權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《國際傳熱傳質(zhì)雜志》發(fā)表。

當(dāng)前，在能源電力、航空航天、電子信息等領(lǐng)域，儀器設(shè)備不斷追求小型化和集成化，單位面積上元器件隨之持續(xù)增多，這對散熱提出更高要求。薄液膜沸騰，是目前國際上前沿的可實(shí)現(xiàn)超高熱流密度散熱的方式，即利用冷卻液在熱源表面形成的超薄液膜持續(xù)沸騰，達(dá)到高效散熱目的。

華北電力大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在調(diào)試薄液膜沸騰實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。（受訪者供圖）

“一些電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)，局部發(fā)熱量可達(dá)1000W/cm²以上，顯著高于常壓下沸水的熱流密度，傳統(tǒng)的風(fēng)冷、液冷等方式無法滿足散熱需求，一定程度上限制了設(shè)備性能的提升。”華北電力大學(xué)教授、該團(tuán)隊(duì)成員冼海珍說，“在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)的2000W/cm²熱流密度，相當(dāng)于在1平方米面積上，1萬臺功率為2千瓦的電熱爐同時(shí)發(fā)熱。”

華北電力大學(xué)杜小澤教授、陳林教授是該團(tuán)隊(duì)另兩名成員。他們介紹，在取得這一實(shí)驗(yàn)突破前，國際上已知的薄液膜沸騰研究的熱流密度，難以超過1500W/cm²。團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)多年研究發(fā)現(xiàn)，在恒壓供液模式下，用于形成薄液膜的實(shí)驗(yàn)樣品容易破裂失效，但改為步進(jìn)增壓和連續(xù)增壓供液后，薄液膜沸騰的臨界熱流密度最終突破2000W/cm²。由此成功揭示出，優(yōu)化供液方式，可有效提升薄液膜沸騰的最終性能。

在AI算力不斷迭代的背景下，液冷這一細(xì)分賽道，因其高效散熱、節(jié)省能耗的優(yōu)勢，被機(jī)構(gòu)預(yù)測將迎來“黃金時(shí)代”。

據(jù)公開報(bào)道信息，英偉達(dá)即將放量的B100芯片，其散熱技術(shù)將從此前的“風(fēng)冷”升級為“液冷”方案，且未來所有GPU產(chǎn)品的散熱技術(shù)都將轉(zhuǎn)為“液冷”。

與風(fēng)冷技術(shù)相比，液冷的優(yōu)勢在于散熱效率高、溫度控制穩(wěn)定且能耗低，冷板式液冷和浸沒式液冷是行業(yè)目前的兩條主流技術(shù)路線。英偉達(dá)創(chuàng)始人黃仁勛曾表示，堅(jiān)信浸沒式液冷技術(shù)是未來方向。

與此同時(shí)，政策面的支持也將帶動液冷行業(yè)加速發(fā)展。隨著我國政策對數(shù)據(jù)中心PUE（電能利用效率）建設(shè)要求越來越高，液冷技術(shù)的應(yīng)用也將逐漸增多。

據(jù)IDC預(yù)計(jì)，中國液冷服務(wù)器市場2023年全年將達(dá)到15.1億美元。2022~2027年，中國液冷服務(wù)器市場年復(fù)合增長率將達(dá)到54.7%，2027年市場規(guī)模將達(dá)到89億美元。

液冷賽道已吸引不少國內(nèi)廠商躬身入局。東方財(cái)富Choice數(shù)據(jù)顯示，A股液冷概念上市公司達(dá)到47家。不過，由于液冷技術(shù)尚處于產(chǎn)業(yè)初期，各家尚以搶占市場為首要目標(biāo)，不惜以犧牲毛利率為代價(jià)，冷板式液冷領(lǐng)域尤甚。

據(jù)媒體報(bào)道，有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，液冷行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提升，未來液冷賽道頭部企業(yè)有望憑借渠道與客戶優(yōu)勢，帶動邊際成本遞減。

中金公司最新研報(bào)觀點(diǎn)指出，未來Sora及類似大模型的迭代會持續(xù)推動計(jì)算量的擴(kuò)張，算力需求“奇點(diǎn)”可能到來。在高散熱需求下，液冷成為服務(wù)器溫控產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展方向。開源證券3月11日深度報(bào)告更是直言“液冷迎來黃金時(shí)代”。根據(jù)《中國液冷數(shù)據(jù)中心市場深度研究報(bào)告》，預(yù)計(jì)2023年中國液冷數(shù)據(jù)中心市場將增至154億元（液冷服務(wù)器+基礎(chǔ)設(shè)施）。

“液冷服務(wù)器占目前服務(wù)器市場10%左右，隨著AI和算力需求不斷增長，液冷服務(wù)器的占比有望進(jìn)一步提升。”曙光數(shù)創(chuàng)相關(guān)負(fù)責(zé)人近期接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)表示。

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封面圖片來源：受訪者供圖