Чем «горячее» вычислительные мощности, тем «холоднее» жидкостное охлаждение: революция охлаждения стоимостью в сотни миллиардов юаней меняет облик дата-центров

На третьей неделе сентября 2026 года, когда прожектор HUAWEI CONNECT осветил суперузел Ascend 960, одна давно упускаемая из виду деталь заслуживала внимания: этот флагманский продукт с NPO-оптическими движками, масштабируемый до 4096 карт, одновременно использовал полностью жидкостное охлаждение. В тот же день Baidu AI Cloud объявила, что суперузел Tianchi достиг полностью отечественного стека, а спецификации шести основных модулей полностью открыты. Среди них модуль отвода тепла был назван ключевой открытой областью наряду с электропитанием, узлами и interconnect.

Это не совпадение. Когда мощность одной стойки поднимается с десятков киловатт до сотен киловатт и даже мегаваттного уровня, традиционное воздушное охлаждение достигает физического предела. Жидкостное охлаждение — решение, которое когда-то считалось «опциональным», — становится «обязательным» и «жёстким порогом» для инфраструктуры вычислительных мощностей. От производителей чипов до производителей готовых серверов, от операторов дата-центров до поставщиков охлаждающих жидкостей — цепочка стоимостью в сотни миллиардов юаней, построенная вокруг «охлаждения», ускоренно формируется.

Воздушное охлаждение упирается в стену: когда отвод тепла становится узким местом расширения вычислительных мощностей

Раньше дата-центры в основном «обдувались» вентиляторами и кондиционерами. Но после ускоренного развёртывания высокомощных вычислительных кластеров — интеллектуальных вычислительных центров на 10 тыс. GPU, суперузлов и т. п. — энергопотребление чипов непрерывно растёт, и традиционное воздушное охлаждение становится всё более несостоятельным. Холодная пластина размером с ладонь теперь должна отводить 2000 и даже 3000 ватт тепла. Она плотно прилегает к поверхности высокомощного чипа и непрерывно уносит тепло через циркуляцию жидкости. Несколько лет назад та же холодная пластина должна была отводить лишь несколько сотен ватт.

Энергетический баланс очевиден: традиционному воздушному охлаждению для выполнения вычислительной задачи в 1 кВт·ч требуется дополнительно 0,3–0,5 кВт·ч электроэнергии на отвод тепла; дополнительные затраты электроэнергии на отвод тепла при полном иммерсионном жидкостном охлаждении можно снизить примерно до 0,15 кВт·ч. Это означает, что потребление электроэнергии на этапе отвода тепла можно сократить более чем вдвое. В условиях целей «двойного углерода» и всё более жёстких требований к PUE дата-центров это не вопрос выбора «делать или не делать», а вопрос выживания «обязательно делать». Некоторые отраслевые эксперты приводили более наглядный расчёт: для дата-центра на 100 тыс. серверов, если полностью заменить воздушное охлаждение жидкостным, ежегодная экономия на электроэнергии может достигать сотен миллионов юаней.

Политика также ускоряет этот процесс. Совместно выпущенный Государственным комитетом по развитию и реформам и ещё шестью ведомствами «План реализации содействия скоординированному цифровому и зелёному переходу (2026–2030 годы)» чётко предлагает усилить зелёное проектирование вычислительных объектов, поддерживать инновации и распространение жидкостного охлаждения, рекуперации отработанного тепла, энергоэффективных чипов, исследовать архитектуру высоковольтного питания постоянного тока 800 В для вычислительных объектов и продвигать развёртывание стоек мощностью более 100 кВт. В то же время многие регионы уже установили PUE ниже 1,25 в качестве порога для новых интеллектуальных вычислительных центров, а некоторые восточные провинции требуют даже ниже 1,2. Воздушное охлаждение при работе с высокоплотными стойками, как правило, не может стабильно удерживать PUE ниже 1,3, тогда как жидкостное охлаждение с холодной пластиной позволяет достичь 1,15–1,25, а иммерсионное жидкостное охлаждение может приблизиться к 1,05.

Международные гиганты также ускоряют переход. Новое поколение платформы ИИ-вычислений Nvidia Vera Rubin полностью запущено в производство, полностью отказывается от традиционного воздушного охлаждения и использует безвентиляторное полностью жидкостное охлаждение. Мощность его стойки GB200 NVL72 уже превысила 120 кВт, а мощность одной стойки следующей платформы Rubin, как ожидается, превысит 200 кВт. При такой плотности мощности воздушное охлаждение полностью перестаёт работать. Можно сказать, что жидкостное охлаждение — это не «будущий тренд», а «нынешняя реальность».

Двойной драйвер — новые и существующие мощности: недооценённый рынок

Логика взрывного роста рынка жидкостного охлаждения не сводится только к строительству новых интеллектуальных вычислительных центров. Данные CCID Consulting показывают, что более 80% существующих машинных залов с воздушным охлаждением в Китае обладают потенциалом для модернизации под жидкостное охлаждение. С одной стороны, быстро растёт число новых интеллектуальных вычислительных центров; с другой — высвобождается спрос на энергосберегающую модернизацию старых машинных залов. Жидкостное охлаждение одновременно захватывает и «новый», и «существующий» рынки. Модернизация существующих объектов сложнее и занимает больше времени, но её масштаб огромен, а экономия энергии после модернизации напрямую отражается в счетах за электроэнергию, создавая сильные стимулы как для операторов, так и для поставщиков оборудования.

Данные подтверждают этот вывод. В 2025 году рынок жидкостного охлаждения дата-центров Китая достиг 15,98 млрд юаней, увеличившись на 45,2% год к году. Ожидается, что в ближайшие три года он будет расти более чем на 35% в год, а общий объём рынка к 2028 году достигнет 47,04 млрд юаней. В глобальном масштабе рынок жидкостного охлаждения для интеллектуальных вычислений в 2026 году может превысить 100 млрд юаней. По уровню проникновения доля жидкостного охлаждения в ИИ-серверах быстро растёт: TrendForce оценивает, что проникновение жидкостного охлаждения в ИИ-чипах вырастет с 33% в 2025 году до 53% в 2026 году и может приблизиться к 60% в 2027 году.

Реакция рынка капитала также была бурной. 7 сентября лидер концепции жидкостного охлаждения Zhongshi Technology в ходе торгов достиг «20-сантиметрового» лимита роста, а цена акции впервые превысила 100 юаней за акцию и обновила исторический максимум. Zhongyuantong также достиг «20-сантиметрового» лимита; Dunan Environment, Haoersai и Jitai Shares — лимита роста; Gaolan Shares выросли более чем на 8%. Ещё более примечательна плотность институциональных исследований: с июля 19 акций концепции жидкостного охлаждения получили институциональные исследования, при этом Feilong Shares и Dayuan Pump получили исследования от более чем 100 институтов. Фокус институтов сместился с вопроса «станет ли жидкостное охлаждение мейнстримом» на вопрос «у какой компании есть реальные массовые производственные возможности и клиентские барьеры в холодных пластинах, CDU, быстросъёмных соединителях, охлаждающих жидкостях и других звеньях».

Усилия отраслевых лидеров ещё более直接ны. Вечером 11 сентября Inspur Information объявила о плане привлечь не более 9 млрд юаней, из которых 1,4 млрд юаней будут специально направлены на «проект НИОКР и индустриализации жидкостно-охлаждаемой нативной инфраструктуры вычислительных мощностей для зелёных интеллектуальных вычислительных кластеров», с акцентом на три направления: сверхвысокоплотные жидкостно-охлаждаемые нативные серверы в стойках, системы быстрой поставки сборных жидкостно-охлаждаемых дата-центров и жидкостно-охлаждаемая нативная вычислительная архитектура. Inspur Information занимается жидкостным охлаждением с 2015 года, накопила более 1000核心 патентов и возглавила или участвовала в разработке более 20 проектных и технических стандартов, связанных с жидкостным охлаждением. В то же время такие производители, как Sugon, Lenovo, H3C и xFusion, также ускоряют выпуск жидкостно-охлаждаемых стоечных решений. Жидкостное охлаждение переходит из «опции» в «стандарт».

Битва технологических маршрутов: границы холодной пластины, иммерсии и фазового перехода

Жидкостное охлаждение — не единая технология, а спектр, включающий маршруты с холодной пластиной, иммерсионное и фазопереходное жидкостное охлаждение. У разных маршрутов свои границы применимости, и формируется чёткое разделение труда.

Сейчас наиболее зрелым и широко применяемым является жидкостное охлаждение с холодной пластиной. Его принцип несложен: над чипом с наибольшим тепловыделением устанавливается металлическая холодная пластина, охлаждающая жидкость циркулирует по каналам внутри пластины и уносит тепло. Shenling Environment на мероприятии по связям с инвесторами чётко заявила, что жидкостное охлаждение постепенно становится стандартной конфигурацией для отвода тепла в высокомощных вычислительных серверах, и его проникновение неизбежно будет расти. Но у холодной пластины появились новые вызовы: отраслевые специалисты отмечают, что после превышения мощности одной стойки 100 кВт давление на жидкостное охлаждение с холодной пластиной заметно возрастает, требуются охлаждающая жидкость с большим расходом, более сложная разводка труб и более мощные CDU (блоки распределения охлаждающей жидкости). Когда мощность одной стойки приближается к 200 кВт и выше, баланс между эффективностью отвода тепла и энергопотреблением насосов в решении с холодной пластиной становится всё труднее.

Большее рыночное воображение связано с иммерсионным жидкостным охлаждением. В первом в Китае иммерсионном вычислительном модуле в Гуйяне, провинция Гуйчжоу, серверы напрямую погружены в изоляционную охлаждающую жидкость. Сейчас проект тестирует четыре типа охлаждающей жидкости: силиконовое масло, фторированную жидкость, синтетическое масло и трансформаторное масло. Технология уже работает; следующий шаг — масштабирование и расчёт стоимости. Преимущества иммерсионного жидкостного охлаждения — чрезвычайно высокая эффективность отвода тепла, крайне низкий шум, отсутствие вентиляторов и возможность поддерживать более высокую плотность мощности. Но и проблемы очевидны: высокая стоимость охлаждающей жидкости, неудобное обслуживание серверов, необходимость定制ных стоек и материнских плат, а также значительные различия в совместимости материалов с разными охлаждающими жидкостями. Когда мощность стойки ИИ-сервера достигает 200 кВт и выше, иммерсионное решение становится более выгодным, но при низкой и средней плотности мощности холодная пластина остаётся более экономичным выбором.

Технологии для более высокой мощности уже начинают внедряться. В Чжэнчжоу, провинция Хэнань, отечественная технология иммерсионного фазопереходного жидкостного теплообмена официально введена в эксплуатацию: мощность одной стойки может достигать мегаваттного уровня, что в 3–5 раз выше традиционных жидкостных решений. Хладагент при нагреве претерпевает фазовый переход, переходя из жидкости в газ и унося тепло чипа, затем конденсируется обратно в жидкость и используется циклически. По сравнению с традиционным воздушным охлаждением это экономит более 30% электроэнергии и одновременно помогает повысить производительность чипа более чем на 10%. Уникальность фазопереходного жидкостного охлаждения в использовании скрытой теплоты фазового перехода: эффективность теплообмена намного выше, чем у однофазного жидкостного охлаждения, но сложность системы и требования к герметичности также выше.

Есть и более нишевый, но перспективный маршрут — струйное жидкостное охлаждение. На Китайской конференции по вычислительным мощностям впервые появилось струйное жидкостное охлаждение: в отличие от холодной пластины и иммерсии, оно имитирует «душ» с помощью定制ного распыления и направляет охлаждающую жидкость непосредственно на поверхность нагревающихся компонентов, точно унося тепло. Это решение имеет уникальные преимущества в определённых высокоплотных сценариях, но предъявляет чрезвычайно высокие требования к изоляционным свойствам охлаждающей жидкости и равномерности распыления.

Технологический выбор Nvidia ускоряет сходимость отраслевых маршрутов. Его новое поколение платформы ИИ-вычислений Vera Rubin полностью запущено в производство, полностью отказывается от традиционного воздушного охлаждения и использует безвентиляторное полностью жидкостное охлаждение. Аналитический отчёт CITIC Securities оценивает, что стоимость жидкостного охлаждения на одну стойку может вырасти с 41,5 тыс. долларов для GB200 до 55,7 тыс. долларов для Rubin NVL144, что ещё на 17% больше, чем у GB300. Это означает, что с ростом плотности мощности стоимость жидкостного охлаждения на одну стойку продолжает расти, и рыночное пространство ещё далеко не достигло потолка.

От компонентов к системам: жидкостное охлаждение переопределяет дата-центры

Более глубокое изменение в отрасли жидкостного охлаждения состоит в том, что она переходит от «продажи холодных пластин» к «продаже всего интеллектуального вычислительного центра». Конкуренция между компаниями больше не сводится к вопросу «у кого холодная пластина лучше». Жидкостное охлаждение начинает проектироваться вместе со стойками, электропитанием и строительством дата-центра, превращаясь из отдельного устройства или набора компонентов в часть общего проекта интеллектуального вычислительного центра. Благодаря сборному производству и координации цепочки поставок некоторые компании даже предлагают завершить поставку всего ИИ-дата-центра AIDC в течение восьми месяцев с момента заказа клиента. При традиционной модели строительства дата-центр сопоставимого масштаба часто требует от проектирования до ввода в эксплуатацию полутора лет и более.

На Китайской конференции по вычислительным мощностям контейнерный распределённый вычислительный модуль был изготовлен на заводе со степенью сборности 90%. После доставки на площадку и подключения питания он может быть введён в эксплуатацию всего за два часа, что значительно сокращает традиционный цикл строительства дата-центра длительностью около года. Такой «вычислительный контейнер» объединяет и тестирует жидкостное охлаждение, электропитание, сеть, вычисления и другие модули на заводе. На месте требуется лишь подключить внешнее водоснабжение, электричество и сеть, что значительно повышает эффективность поставки.

Huawei на основе архитектуры Lingqu представила новое поколение жидкостно-охлаждаемого интеллектуального вычислительного суперузла Ascend 960, обеспечивающего вычислительную поддержку для триллионных больших моделей. По сравнению с предыдущим поколением пропускная способность сети увеличена в 4 раза, задержка RTT снижена на треть, объём памяти увеличен в 11 раз. Этот суперузел использует полностью жидкостное охлаждение, глубоко связывая его с высокоскоростным interconnect и единой адресацией памяти, что отражает концепцию «жидкостно-охлаждаемого нативного» проектирования: жидкостное охлаждение добавляется не после проектирования сервера, а с самого начала архитектуры сервера рассматривается как базовое ограничение.

Аналитический отчёт CICC указывает, что масштаб параметров больших моделей, длинный контекст и стратегии параллелизма повышают потребность в межкартовой связи; узкое место ИИ-инфраструктуры смещается с вычислительной мощности отдельного чипа к эффективности interconnect, планированию ресурсов и системной координации. Суперузлы, как ожидается, станут важной организационной формой ИИ-вычислений, стимулируя рост спроса и технологическое обновление в таких звеньях, как коммутационные чипы и коммутационные лотки, оптический interconnect, жидкостное охлаждение и высокомощные источники питания. Это означает, что жидкостное охлаждение перестаёт быть принадлежностью дата-центра и становится ключевой подсистемой наравне с вычислениями и сетью. Проектирование жидкостных трубопроводов, распределение расхода охлаждающей жидкости, резервирование CDU — всё это напрямую влияет на надёжность и производительность всего суперузла.

Заказы расписаны до конца года: гонка мощностей уже началась

Расширение спроса быстро передалось на производство. На линии производства высококлассных ИИ-серверов в Цзинани, провинция Шаньдун, срочно собирается и тестируется партия жидкостно-охлаждаемых серверов; на сборочной линии CDU для ключевых компонентов жидкостного охлаждения в Лайси, Циндао, провинция Шаньдун, заказы уже расписаны до конца декабря; у одного производителя компонентов жидкостного охлаждения в Фошане, провинция Гуандун, заказы, объём производства и поставок в этом году выросли почти на 100% год к году, а 70% производственных линий работают на полную мощность. Некоторые руководители компаний говорят, что раньше клиенты после заказа обычно требовали поставку в течение трёх месяцев, а теперь по некоторым срочным заказам требуют поставку в течение месяца, и нагрузка на мощности очень велика.

Эта напряжённость с мощностями отражает более глубокую отраслевую реальность: скорость созревания цепочки жидкостного охлаждения становится ключевой переменной, ограничивающей темпы строительства инфраструктуры вычислительных мощностей. Когда такие лидеры, как Huawei, Baidu и Inspur, наперегонки развёртывают жидкостно-охлаждаемые суперузлы, способность поставлять компоненты жидкостного охлаждения, сроки поставки и контроль затрат напрямую определяют, кто сможет захватить инициативу в этом раунде гонки вычислительных мощностей. Такие ключевые звенья, как холодные пластины, CDU, быстросъёмные соединители, охлаждающие жидкости и насосы жидкостного охлаждения, переживают скачок от «мелкосерийных定制ных решений» к «массовому производству». Кто первым завершит наращивание мощностей и повышение выхода годных, тот сможет занять инициативу в следующей борьбе за заказы.

В то же время доля локализации в цепочке жидкостного охлаждения также быстро растёт. Раньше высококлассные охлаждающие жидкости, быстросъёмные соединители и другие компоненты в значительной степени импортировались; теперь отечественные компании добились прорыва в области фторированных жидкостей, силиконовых масел, синтетических масел, а импортозамещение быстросъёмных соединителей и CDU также ускоряется. Это не только снижает затраты, но и повышает безопасность цепочки поставок.

Трезвый взгляд: жидкостное охлаждение — не панацея

Пока отрасль жидкостного охлаждения триумфально наступает, необходимо冷静но оценивать и её вызовы. Во-первых, первоначальные инвестиции в системы жидкостного охлаждения по-прежнему выше, чем в воздушное охлаждение. Стоимость строительства дата-центра с жидкостным охлаждением на холодных пластинах обычно на 10–20% выше, чем с воздушным, а иммерсионное — ещё выше. Хотя экономия энергии может окупить дополнительные затраты за несколько лет, для проектов, чувствительных к бюджету, давление первоначальных инвестиций сохраняется.

Во-вторых, степень стандартизации всё ещё недостаточна. Размеры холодных пластин, спецификации быстросъёмных соединителей, типы охлаждающих жидкостей, интерфейсы CDU и другие звенья не имеют единых стандартов, из-за чего решения разных производителей плохо совместимы, а управление запасными частями для эксплуатации и обслуживания усложняется. Некоторые отраслевые специалисты призывают ускорить разработку стандартов для интерфейсов жидкостного охлаждения, охлаждающих жидкостей и регламентов обслуживания, чтобы снизить затраты пользователей на выбор и риски привязки к поставщику.

В-третьих, систему эксплуатации и обслуживания необходимо перестраивать. Опыт эпохи воздушного охлаждения частично не работает в сценариях жидкостного охлаждения. Обнаружение утечек, замена охлаждающей жидкости, промывка трубопроводов, обслуживание насосов и клапанов требуют новых навыков и инструментов. Персонал по эксплуатации жидкостно-охлаждаемых дата-центров должен проходить специальное обучение, а процессы обслуживания — перепроектироваться. Хотя риск утечек можно снизить с помощью многоуровневых мер защиты, он остаётся одним из самых важных для пользователей вопросов надёжности.

В-четвёртых, ценность рекуперации отработанного тепла ещё не раскрыта в полной мере. Тепло, отводимое системами жидкостного охлаждения, имеет относительно высокую температуру и потенциал для рекуперации и использования: оно может применяться для районного отопления, тепличного выращивания, промышленного предварительного нагрева и других сценариев. Однако большинство жидкостно-охлаждаемых дата-центров пока не оснащены системами рекуперации тепла, и тепло напрямую выбрасывается в атмосферу, что приводит к потере энергии. По мере углубления политики «двойного углерода» рекуперация отработанного тепла, как ожидается, станет стандартом для жидкостно-охлаждаемых дата-центров.

С более макроскопической точки зрения подъём отрасли жидкостного охлаждения — это миниатюра перехода инфраструктуры вычислительных мощностей от «масштабно-ориентированной» к «эффективностно-ориентированной». Когда энергопотребление одного чипа преодолевает физический предел, а PUE превращается из «бонусного пункта» в «пороговую линию», отвод тепла перестаёт быть второстепенной проблемой, которую можно игнорировать, и становится фундаментальным ограничением, определяющим, может ли вычислительная мощность продолжать расширяться. За рынком жидкостного охлаждения стоимостью в сотни миллиардов юаней стоит переопределение физической формы дата-центров — от «обдувания воздухом» к «купанию», от «закупки компонентов» к «поставке систем», от «нового рынка» к «модернизации существующих объектов». Эта «холодная» революция обеспечивает незаменимую физическую основу для всё более «горячей» индустрии вычислительных мощностей. И в этой революции тот, кто первым решит проблемы стоимости, стандартизации и эксплуатации, сможет занять выгодную позицию в конкурентной борьбе за инфраструктуру вычислительных мощностей следующего десятилетия.