2025年液冷行业概览：算力大势所趋，AI助力液冷步入新篇章

2025 China Liquid Cooling Industry 2025年中国液体冷却産業

精华版

概览标签：高性能计算、数据中心、AI训练集群

2025/10

摘要

相比较风冷，尽管液冷初期投资更高，维护难度因技术路线不同呈中高水准，但在中高密度场景下5年TCO较风冷低20%-30%，适配AI智算中心、超算中心等高频需求场景，两者以单机柜25kW功率密度为核心分界互补共存。

为什么中国液冷市场正在加速发展？

算力需求爆发性增长正彻底重塑数据中心散热方式，使液冷技术从可选项变为高密度算力场景的必选项。AI大模型训练和推理对算力的需求呈指数级增长，导致芯片功耗与单机柜功率密度飙升。英伟达GB200/300等高端AI芯片功耗突破1,200-2,700W，单机柜功率密度从传统的20-30kW跃升至120kW以上。然而，风冷系统散热能力存在物理极限，仅能支持≤30kW机柜的功率密度，在40kW以上场景效率急剧下降；液冷技术导热效率是空气的25倍以上，换热系数达风冷的1,000-3,000倍，可轻松支持50kW以上甚至200kW的单机柜功率密度。算力需求爆发是液冷市场发展的根本引擎，而液冷技术则成为释放算力潜能的关键支撑，预计到2025年底，液冷将逐渐从高端场景走向主流。

全球液冷市场发展如何？

在全球液冷市场中，美国市占率位居第一，其四大云服务商（亚马逊、微软、谷歌、Meta）主导市场，2025年将液冷作为新建数据中心标配；其中，美国市场主要采用冷板式液冷，但浸没式液冷增速更快。在欧洲市场中，德国作为欧洲最大市场，占欧洲 30%，受益于可再生能源政策和PUE法规（<1.3）；此外，北欧利用寒冷气候与液冷结合，PUE可低至1.05。亚太市场中，中国是最大的液冷市场，同时正在加速增长；其次是印度、韩国等。

中国液冷市场发展如何？

中国智算中心液冷市场在2023-2029年呈现爆发增长与全面扩张的双阶段演进态势。根据中国信通院数据，2023年市场规模110.8亿元，2024年增至184亿元，同比增速66.1%，预计2029年将达1,300亿元。其中，2023-2025年为爆发增长期，AI算力需求井喷，单机柜功率突破50kW+、政策强制要求及产业链成熟降本的三重驱动下，市场规模预计跃升至365亿元，液冷从试点验证走向规模部署，新建大型数据中心渗透加速增长。预计2025-2029年，中国液冷进入全面扩张期，年复合增长率为37.4%，受益于规模效应带来的成本优势确立、技术生态完善及应用场景拓展，液冷TCO全面优于风冷，逐步从规模部署升级为产业标配。


液冷行业综述一一定义与分类

液冷技术指采用液体取代空气作为冷却介质，通过与发热部件进行热交换，借助液体的温升或相变作用带走热量的技术；相比风冷，其能解决高密度算力等场景下的散热难题，可大幅降低设备能耗与故障率

液冷行业定义与分类

液冷行业以液冷技术为核心，围绕液体散热相关的设备研发、生产、系统集成及运维服务等形成的产业集群。其中。液冷技术是核心支撑，指采用液体取代空气作为冷却介质，通过与发热部件进行热交换，借助液体的温升或相变作用带走热量的技术。该技术核心优势源于液体高导热、高热容特性，相比传统风冷，能解决高密度算力等场景下的散热难题，可大幅降低设备能耗与故障率。

液冷行业伴随AI算力爆发、数据中心高密度化等需求崛起的高成长性产业，其核心技术凭借低能耗、高散热、低噪音、节能等优势，正从数据中心渗透到新能源汽车、储能等多个领域。

液冷技术优势

液冷散热技术传热路径短、换热效率高、制冷能效高的特点促成液冷技术低能耗优势。液冷技术借助液体高换热效率，可将数据中心PUE降至1.1-1.2以下，部分浸没式项目低至1.05，较传统风冷节能40%以上，大幅削减制冷环节能耗支出。低能耗

低噪音

液冷散热技术利用泵驱动冷却介质在系统内循环流动并进行散热，解决全部发热器件或关键高功率器件散热问题，能够降低冷却风机转速或采用无风机设计，从而具备降噪效果，提升机房运维环境舒适性，解决噪声污染问题。

来源：中兴通讯液冷技术，头豹研究院

高散热

液冷系统常用介质有去离子水、醇基溶液、氟碳类工质、矿物油或硅油等多种类型；这些液体的载热能力、导热能力和强化对液体导热系数是空气的数十倍，能快速传导超高功率器件热量，轻松应对单机柜 100kW以上高密度散热需求。高散热

低TCO

液冷数据中心PUE可降至1.2以下，每年可节省大量电费与运行成本。相比于传统风冷，虽初期设备投入略高于风冷，但长期来看，节能降耗带来的电费节省设备寿命延长（平均无故障时间提升30%）及运维成本降低，可使全生命周期总拥有成本下降20%-30%。


液冷行业综述——不同液冷对比

目前，冷板式液冷凭借兼容性强、改造成本低等优势占据主要市场，市场占比 65%；浸没式液冷市场占比位居其次，其散热效率高，支持高密度部署、静音等；喷淋式液冷技术成熟度相对较低

液冷行业

对比维度

非接触式液冷

(冷却液体与发热器件不直接接触的一种液冷实现方式)

接触式液冷

(将冷却液体与发热器件直接接触的一种液冷实现方式)

冷板式液冷

浸没式液冷

喷淋式液冷

单相浸没式液冷

相变浸没式液冷

市场占比

65%

34%

1%

核心特征

兼容性好、可靠性高，为当前市场主流

散热效率高，支持高密度部署、静音等优势，为未来发展方向

芯片级精准喷淋，技术成熟度相对较低

详情

较早引入，具有10年以上技术积累，技术成熟度最高、应用范围最广。与直接接触型液冷方式相比，冷板式液冷技术在热交换受到液冷板的限制，散热效率相对较低。

由于要确保冷却液不发生相变，单相浸没式液冷通常采用沸点高，且满足绝缘性强、黏度低、腐蚀性小等性能要求冷却液。

相变浸没式液冷的传热路径与单相浸没式液冷基本一致，主要差异在于二次侧冷却液仅在浸没腔体内部循环。

具有散热效率高、支持高功率密度部署及静音等优势；但由于该技术目前成熟度相对较低，并在冷却液喷淋过程中可能出现液体飘溢和挥发等问题，容易影响机房环境清洁度，实际应用案例较少。





可维护性

★★★★☆

★★★☆☆

★★☆☆☆

★★★★☆

空间利用率

★★★★☆

★★★☆☆

★★★☆☆

★★★★★

来源：中兴通讯液冷技术，头豹研究院


液冷行业综述一一不同液冷的能耗与经济性对比

短期来看，冷板式液冷占据主导地位，而浸没式液冷由于高改造成本、运维难题、以及投资回报期等限制其实现规模化应用；长远来看，在散热方面有明显优势的浸没式液冷将逐渐成为未来发展方向

AI玩具最新投融资动态，2025年

对比

冷板式液冷

浸没式液冷

喷淋式液冷

单相浸没式液冷

相变浸没式液冷

散热效率

★★★☆☆

★★★★☆

★★★★★

★★★★☆

能耗表现

★★★☆☆

★★★★☆

★★★★★

★★★☆☆

单机柜功率密度

25-40kW(常规)最高120kW(相变冷板)

30-60kW

60-100kW

20-30kW(常规),最高40kW(定制)

散热效率对比

较风冷提升3-5倍

较冷板式提升15%-20%

较冷板式提升30%以上

较风冷提升4-5倍

噪音水平

50-60dB(风扇低速运行)

低于30dB(无风扇)

低于30dB(无风扇)

45dB以下(无风扇)

初始投资成本

中等

较高

高

中等

维护成本

适中

较高

高

中等

初始投资(万元)

50-80(常规),100-120(相变冷板)

100-150(合成油)180-250(氟化液)

180-250(氟化液方案)

80-120(定制化管路)

冷却液成本(万元)

水+乙二醇(几乎可忽略)

30-50(合成油),80-120(氟化液)

80-120(氟化液)

20-40(氟化液)

运维成本(万元/年)

0.5-1.0(含清洗与风扇维护)

1.5-2.5(液体监测与密封检查)

3.0-5.0(压力系统维护)

1.0-1.5(喷淋头校准)

电费节省(万元/年)

8-12(PUE1.15,对比风冷)

15-20(PUE1.10,对比风冷)

20-25(PUE1.05,对比风冷)

10-15(PUE1.20,对比风冷)

TCO(万元)

75-120(常规),130-180(相变冷板)

150-200(合成油)220-300(氟化液)

220-300(氟化液)

110-160(定制化管路)

投资回报期(年)

2-3年(常规)4-5年(相变冷板)

3-4年(合成油)5-6年(氟化液)

4-6年

3-4年

从不同液冷对比来看，中高密度算力需求且需兼容现有架构优先选择冷板式液冷；而常规高密度场景且追求静音与节能，单相浸没式液冷是性价比之选；超高密度算力与极致能效，相变浸没式液冷为唯一可行方案；在局部高热流密度或空间受限场景，喷淋式液冷提供灵活补充。短期来看，冷板式液冷凭借兼容性强、改造成本低等优势占据主要液冷市场，而浸没式液冷由于高改造成本和运维难题限制其实现规模化应用；但长远来看，随着未来冷却液价格下降、技术成熟度提升，在散热方面具有明显优势的浸没式液冷将逐渐成为未来高算力场景的必然发展方向，而具有更高散热效率的相变浸没式液冷或是终极液冷出路。

来源：中兴通讯液冷技术，头豹研究院


液冷行业综述一一液冷VS风冷

相比较风冷，尽管液冷初期投资更高，维护难度因技术路线不同呈中高水准，但在中高密度场景下5年 TCO较风冷低20%-30%，适配AI智算中心、超算中心等高频需求场景，是未来的发展趋势

不同维度下的液冷与风冷对比


对比

初始投资(万元)

TCO

维护难度

噪音水平

液冷

50-250

中高密度场景下5年TCO较风冷低20%-30%(节能+寿命延长),低密度场景无优势

★★★★★

运行噪音≤30-60dB(无风扇/低转速)环境更安静

风冷

20-40

低密度场景TCO更优,高密度场景因能耗高,TCO反超液冷

☆☆☆☆☆

运行噪音70-85dB(高转速风扇)声学环境较差

对比

部署灵活性

使用场景

设备寿命影响

液冷

依赖管路、冷源及基建改造（承重/防泄漏），新建场景适配性好，老旧改造难度高

AI智算中心、超算中心、高密度数据中心、新能源汽车电池散热

精准控温减少器件热应力，服务器平均无故障时间延长30%以上

风冷

无需特殊基建，即装即用，适配各类机房改造与边缘节点部署

传统数据中心、中小型机房、边缘计算节点、低功率服务器集群

温度波动大，器件老化快，故障风险高于液冷

来源：中兴通讯液冷技术，头豹研究院


液冷以液体为介质，通过直接或间接接触实现散热，能支撑 30-100kW的超高功率密度需求， PUE低至1.1-1.2，较风冷节能 40%以上，且运行噪音≤30- 60dB、可延长设备寿命 30%以上。

相比较风冷，尽管液冷初期投资更高，维护难度因技术路线不同呈中高水准，但在中高密度场景下5年TCO较风冷低20%- 30%，适配AI智算中心、超算中心等高频需求场景，两者以单机柜25kW功率密度为核心分界互补共存。

当前，液冷在新建数据中心渗透率已达 60%-70%，风冷则仍主导老旧机房及边缘计算场景。

液冷行业一一市场驱动：算力与散热需求

当前，全球及中国算力需求爆发性增长正彻底重塑数据中心散热方式，使液冷技术从可选项变为高密度算力场景的必选项；此外，算力快速提升导致芯片热设计功耗持续攀升，散热需求也迫在眉睫

算力与散热需求，推动液冷市场爆发



电子元器件故障原因分布，2024年


算力需求爆发性增长正彻底重塑数据中心散热方式，使液冷技术从可选项变为高密度算力场景的必选项。AI大模型训练和推理对算力的需求呈指数级增长，导致芯片功耗与单机柜功率密度飙升。英伟达GB200/300等高端AI芯片功耗突破1,200-2,700W，单机柜功率密度从传统的20-30kW跃升至120kW以上。然而，风冷系统散热能力存在物理极限，仅能支持≤30kW机柜的功率密度，在40kW以上场景效率急剧下降；液冷技术导热效率是空气的25倍以上，换热系数达风冷的1,000-3,000倍，可轻松支持 50kW以上甚至200kW的单机柜功率密度。算力需求爆发是液冷市场发展的根本引擎，而液冷技术则成为释放算力潜能的关键支撑，预计到2025年底，液冷将逐渐从高端场景走向主流。

此外，算力快速提升导致芯片热设计功耗持续攀升，散热需求迫在眉睫。目前， 55%的电子元器件故障源于温度过高，温度每升高 $ 2^{\circ} \mathrm{C} $ ，电子元器件可靠性将下降 10%，温度过高导致焊点变脆脱落、晶体管参数漂移、绝缘材料老化等连锁问题出现。而液冷技术通过直接接触热源（冷板式）或完全浸没（浸没式），将芯片温度稳定控制在安全阈值内，使因过热导致的故障风险降低 80-90%。

来源：中国信通院，头豹研究院


液冷行业——市场驱动：数据中心PUE指标趋严，液冷技术受益

当前，数据中心制冷能耗占约 24% ，传统风冷方案下能耗可达 43% ，因此降低制冷系统的能耗可显著提高数据中心的电能利用效率；相比空气，液体凭借更高的热传导效率，可进一步降低PUE

数据中心能耗分布情况

传统风冷数据中心能耗分布

液冷数据中心能耗分布


PUE是评估数据中心效率水平的重要指标，PUE=数据中心消耗的所有能源/IT负载消耗的能源，其中IT负载消耗是指用于计算、存储和网络设备的电力和能源，PUE越接近1，数据中心的能效水平越好。作为“新基建”的数字底座与核心代表，数据中心在国家“双碳”目标战略框架下被赋予更高维度的绿色发展使命。国家层面对于大型数据中心PUE指标要求逐年提高，根据2024年7月国家发改委等联合发布《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》，要求到2025年底，新建及改扩建大型和超大型数据中心PUE降至1.25以内，国家枢纽节点数据中心项目PUE不得高于1.2。

数据中心制冷技术对应PUE范围

在运行成本结构中，制冷系统一直是仅次于IT负载的第二能耗大户，当前数据中心制冷能耗占约 24% ，传统风冷方案下能耗可达 43% ，因此降低制冷系统的能耗可显著提高数据中心的电能利用效率，相比空气，液体凭借更高的热传导效率，能够在更低的能源消耗下实现更好的散热效果，从而进一步降低PUE。

来源：中国政府网，头豹研究院





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报告作者

陈夏琳首席分析师 Sharlin.chen@leadleo.com


文上

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