调研解读|“液冷不冷”：关注干冷器优势，附3D打印液冷专家交流纪要
2025-08-25 09:57
节电：无需机械制冷，能耗主要来自流体循环的水泵，而冷却塔则需要消耗大量的水。
成本：需要更精密的设计，干冷器的初期安装成本比冷却塔高得多；
气候：干冷器需要依靠外界空气降温，干旱地区具有明显优势，冷却塔则更适合湿润地区，因此#干式冷却器零水耗的特点或成为中东&西北数据中心建设优选！
高密度机柜冷却需求更大，干式冷却器可以与液冷系统结合，作为液冷系统的辅助散热设备，冷却液冷系统的二次回路，从而降低整个冷却系统的能耗和水耗（低于冷却塔能耗）。#干冷器对应单柜价值量约10万元！
建议关注【四方科技】，根据Wind一直预期25年或实现2.4e利润，当前主业PE仅为20X。
·液冷技术类型对比：液冷技术主要有浸没式液冷与冷板式液冷。浸没式液冷直接将芯片泡入制冷剂，无接触热阻、无风扇，换热效率高。冷板式液冷是混合式制冷，难做到100%液冷，需风扇或空调补冷，过去被视为过渡型制冷方式。在应用上，超算发热均匀适配浸没式液冷；智算单颗芯片发热高（当前1000 1400W，未来或达1800W）且不均，浸没式液冷无法针对集中热源提供更多流量和交换值，导致散热不均，引发热胀冷缩，使管脚机械疲劳（约2年失效），不适合智算。智算因功率大（英伟达sky up达100多千瓦），选择OCP ORV3机柜的冷板式液冷方案，该方案有产业链支持且可大规模高质量交付，成智算主流。
·液冷技术储备方向：液冷技术储备包括相变式冷板与混合式液冷。相变式冷板利用介质相变潜热提升换热效率，但涉及气液两相压强、接头压强问题，需用浮泵替代水泵，自然冷凝不足还需加压缩机，产业链成熟度未充分验证，处于实验室预演阶段。混合式液冷采用冷板（芯片级精准散热）+浸没（主板辅助散热）方案，可提高密度并解决更高热度问题，目前仅为样品状态，尚未商用化。
·单向冷板潜力挖掘：单向冷板是当前智算主流技术，仍有潜力。优化方向为降低热阻（缩小接触温差以减少热损耗）和减少流阻（增加水流量）。当前高能效场景下入水温度为40℃，实验中可降至25℃，降低水温可提升散热能力，技术寿命可延长。
·3D打印液冷技术优势：3D打印作为增材技术，主要适用于微通道加工，核心优势是能加工立体异形结构。传统CNC机加工需优先考虑可加工性，存在结构设计天花板，而3D打印通过激光增材技术可实现仿生流道设计。这类流道类似叶脉或草原河流的弯弯曲曲路径，是水在自然中寻找流阻最低路径的结果。通过AI进化算法优化的仿生流道，能实现流阻更小、热阻更平均的效果。实验显示，单块冷板配合150升/分钟的水流量，可稳定4千瓦GPU的散热，体现其散热能力。
·技术难点与工艺要求：3D打印液冷板面临多项挑战。先进液冷板微通道需达到50微米的微观尺度。铜熔点高，是较难加工的材料，需采用高频绿光激光头。传统粉末式3D打印烧结均匀度差、精度不足；美国部分企业采用堆锻工艺，在薄铜箔上加工高精度微通道后嵌合到冷板中，可实现50微米精度。此外，良品率是关键指标，若能稳定良品率，该工艺可实现应用推广。
·技术壁垒与先发优势：3D打印液冷技术壁垒主要体现在三方面：一是光源控制，加工铜材料需掌握高频绿光激光头技术；二是工艺创新，堆锻工艺在精度和一致性上优于传统粉打工艺；三是设备专用性，加工中心的设备需根据材料、光源等环节定制开发。先行者通过技术验证与供应链融入形成卡位优势，若能与集成商或OEM厂商合作，提供微通道模组等关键部件，可融入大供应链体系，形成技术验证与量产经验壁垒。
·国内厂商进展与代表企业：国内3D打印液冷领域主要厂商有铂力特、众山精密、南方增材等。铂力特是国内增材技术头部企业，采用6头激光设备，但精密度不足，此前在中山看到的设备未达相关要求。众山精密是非上市企业，为苹果链上游公司，供应苹果约70%的份额，拥有一栋楼规模的3D打印车间，用钛粉打印表壳、铰链等异形结构。南方增材能开展相关产品加工，但工艺成熟度及与客户对接情况不明。美国部分公司技术更优，采用堆锻技术加工薄铜箔，可实现50微米的加工精度，能在薄铜箔上加工高精度微通道并嵌合到冷板中。3D打印加工材料方面，铜较难加工，美国相关公司通过激光头设备与加工工艺创新实现了铜材料加工。
·规模化与成本逻辑：3D打印液冷板规模化需以工艺磨合为基础，饱和生产后成本会显著下降。加工类产品成本与规模强相关，如同一设备月产100台与1万台成本差异大，主要因固定资产摊销不同，所以加工类企业希望工艺磨合后饱和生产以降成本。液冷系统在智算中价值量占比不足5%，成本非核心关注点，行业更关注技术效果，如提升散热效率、稳定供应链性能及工艺突破意义。工艺突破可推动技术能力向极限推进，为核心IP护航，延长技术赛道生命周期。此外，新技术和新材料成本非首要考量，更注重效果，供应链对一定溢价或成本增加有接受度。从企业发展看，融入供应链要做好定制化服务，如铂力特在航天业务中选择做服务商，通过扶持产业、满足客户定制化工艺要求及前后端交付提升壁垒。
·液冷板价值量测算：液冷板价值量包含散热板、不锈钢连接件及加工成本，但不包含传输用的cable。海外液冷板（含连接件）约300美金/千瓦，172机型总价值约4万美金出头。国内约100美金/千瓦。液冷板价值量含加工成本，经加工处理后整体较高。
·盈利水平影响因素：加工精度影响液冷板成本，通道尺度越小，加工难度越大、良品率越低，成本越高。消费品领域头部企业（如铂力特）凭借规模、成本优势及服务苹果等大客户的经验，可向服务器液冷板领域拓展。服务器液冷板面积更大、热量更高，技术难度更大，但头部企业定制化、迭代及生产制造能力更优，在该领域更具优势。
Q: 如何看待芯片散热领域液冷技术的产业趋势及新技术发展方向？
A: 2024年为全球液冷技术应用元年，去年仅处于初步探索阶段，实际规模较小。过去液冷技术主要应用于超算领域，采用浸没式液冷，其优势在于直接接触制冷剂、无接触热阻、无风扇，换热效率最高；但冷板式液冷因需风扇或空调补冷，曾被视为过渡方案。随着智算发展，其单芯片发热量突破1-1.8千瓦、配套组件功率低的发热不均衡特性，导致浸没式液冷因均匀散热无法针对集中热源优化，出现散热不均、温度波动大及管脚机械疲劳等问题，不适用于智算场景。受英伟达高功率需求推动，OCP ORV3冷板机柜因产业链支持及大规模交付能力，成为智算领域主流方案，单向冷板式液冷因此成为当前IT行业的主流技术方向。头部厂商实验室储备技术包括：相变式冷板；混合式液冷。短期产业仍以单向冷板为主，当前优化方向为降低热阻和流阻，且通过降低入水温度仍有较大潜力，单向冷板技术生命周期预计将进一步延长。
Q: 当前头部厂商对3D打印液冷技术路线的态度及产业链进展如何？
A: 3D打印作为增材技术，主要适用于微通道加工，其核心优势是能加工CNC机加工无法实现的立体异形结构。单向冷板技术需通过降低热阻和流阻提升载流量以延续应用，研究发现仿生流道可同时降低流阻和热阻，但传统机加工受限于可加工性难以实现此类设计。3D打印通过增材方式可解决异形流道加工问题，但其工艺存在挑战：传统粉末式打印精度不足，流道需达到50微米级微观尺寸，且工艺稳定性及良品率待验证，若突破精密度和稳定度瓶颈，该技术有望推动单向冷板性能提升。目前产业链对3D打印液冷技术的态度以研究储备为主，尚未实现大规模商用。
Q: 国内3D打印领域哪些公司发展较为靠前且竞争力较强？
A: 当前3D打印主要应用领域并非液冷，其主流应用集中于航空航天及消费电子等领域。国内相关企业中，非上市公司众山精密作为苹果链上游供应商，拥有大型3D打印车间，主要采用钛粉加工表壳、铰链等异形结构；铂力特为国内最大增材技术企业，以激光机为核心，但存在加工精密度不足的问题；南方增材等小型企业也涉及相关产品，但工艺水平及客户适配性尚不明确。美国部分企业可实现50微米级加工精度，通过薄铜箔高精度微通道加工并嵌合至冷板的技术路线，在液冷领域具备一定优势。
A: 目前南方增材与产业链客户的具体对接情况及进展尚不明确。3D打印中铜是较难加工的材料，美国Olay公司采用堆锻工艺加工薄铜片，其技术优势依赖激光设备创新、机床设计及加工工艺创新。企业需具备材料加工能力、50微米加工精度及良品率达标等综合能力，若满足则3D打印相比CNC加工效率更高、良品率更优，但具体厂家实际进展未详细掌握。
Q: 3D打印液冷板的技术壁垒如何？企业率先推出样品或通过验证是否具有卡位优势或先发优势？
A: 3D打印液冷板的技术壁垒主要体现在三方面：一是光源控制水平，如铜材料因熔点高于钛，需使用高频绿光光头，普通红光光头无法满足；二是工艺水平，当前粉末烧结工艺因无法控制烧结均匀度导致精密度与一致性不足，而堆锻技术若掌握可达到50厘米精度且工艺不公开；三是加工设备定向开发，设备需定制且为专用设备。企业率先推出样品或通过验证具有先发优势，因设备开发细节不公开，且一旦与集成商或OEM厂商形成稳定合作，融入供应链后业务壁垒将进一步巩固。
Q: 如何看待Rubin未来方向的进展？微通道结构液冷板是否必然采用3D打印技术路线？其价值量情况如何？液冷板企业的盈利水平预计处于什么水平？
A: 目前该行业尚不成熟，工艺水平尚未完全确认，需进一步发展。当前3D打印技术主要应用于高端、特种产品领域，此类产品用量少但精度要求高；另一类应用场景为消费品领域，其用量大但精度要求较低，两种商业模式并存。
Q: 目前3D打印应用于叶轮板的技术难点在安全、工艺及技术方面存在哪些影响批量化生产的瓶颈？
A: 技术瓶颈主要体现在三方面：一是加工精度需超过CNC水平并支持复杂加工；二是材料需实现铜材料加工；三是工艺需调顺以实现规模化生产，达到上述水平后方具备量产能力。
Q: 目前下游厂商是否对3D打印液冷板开展验证或验证性实验？国内厂商的验证进展如何？
A: 美国厂商已实际开展3D打印液冷板验证；国内下游厂商也在积极探索相关新技术，但具体验证进展尚不明确，目前仍处于探索阶段。美国可能率先落地一两个可行性案例，但规模化存在困难；中国在规模化方面更具优势。此外，3D打印设备主要由中国生产，供应链仍高度依赖中国，因此即使采用3D打印技术，制造业仍难以脱离中国供应链。
Q: 除了3D打印技术路线外，国内企业是否在推进密母、电子束等其他技术路线？与3D打印相比的优劣势如何？
A: 目前未观察到国内企业推进密母、电子束等其他技术路线的相关信息，回答者表示对此领域知识有限。
Q: 3D打印向纯铜发展时，纯铜与铜合金的技术难点有哪些？产业化突破是否容易？
A: 3D打印纯铜与铜合金的难点主要在于材料与光源的匹配问题。当前铜合金开发尚未成熟，以金刚石铜合金为例，其热导率虽可提升至600，但在反复高低温工作状态下热阻会升高、性质不稳定。由于目前尚无明确更优的冷板铜替代材料，天然铜仍是最佳导热介质。建议优先解决铜加工问题，再通过调整波段与工艺推进合金开发。
Q: 液冷板或液冷模组的单千瓦价值量大概是什么水平？
A: 在智算领域，采用铜材料制作的液冷板或液冷模组，单千瓦价值量约为300美元。
Q: 液冷板的价值量是否包括进水口、出水管、加工等成本？
A: 液冷板的价值量不包含传输用的cable，该部分单独计算，液冷部分仅指液冷相关组件的成本。
A: 芯片上贴的铜板评估价格约为300美元/千瓦，国内使用价格约为100美元左右。
Q: 国内冷板售价约100美元时，其毛利率和净利润水平是否较高？
A: 国内冷板售价100美元时，毛利率和净利润水平未必较高；海外市场则表现较好。
Q: 国内金属打印龙头铂力特在规模及北美苹果3C客户进度方面全球领先，若英伟达、Robin 400系统未来大规模量产，铂力特是否为国内最有机会的厂商？
A: 头部企业资源最优，若适用则为最佳选择。消费品领域企业具备成本和规模优势，相关团队正从消费品向服务器领域拓展。服务器与消费品的主要差异在于面积更大、热量更高、技术难度更大，头部企业因服务过大客户，在定制化能力、迭代能力及生产制造全面性方面更优。
文章来源：每日调研精选
特别声明：为响应国家保护知识产权的号召，金诺会展及旗新媒体刊发文字及图片稿件特声明如下:
一、知道文章及图片来源的，我们一定会注明文章及图片的出处或作者，请作者联系小编，我们将按照我司相关稿费标准，及时发放稿费。二、对于图片和稿件未提及出处的，我们转发时未能及时署名的，请原作者或单位联系我们，我们将按照我司相关稿费标准，及时发放稿费。三、对于不同意使用的文章和图片，请原作者或有关单位及时联系我们，我们立即删除，以防侵权。四、2018年以前的文字或者图片，因条件所限，未及时署名的，请作者或者单位联系我们，我们将按照上准发放稿费或及时删除相关稿件或图片。
冷库（保鲜库、冷藏库、速冻冷库、医药冷库、海鲜冷库、茶叶冷库、鲜花冷库、蔬菜冷库、物流冷库、食品冷库、保鲜冷库、双温冷库、酒店冷库、宾馆冷库、食堂冷库、学校冷库、科研冷库）制冷设备（制冷机组、冷凝器、冷风机、蒸发冷、铝排、速冻搁架）
