2023电信运营商液冷技术白皮书-中国移动_中国电信_中国联通_27页_11mb

电信运营商液冷技术发展分析总结

背景与需求
我国数字经济快速发展，AI和智能计算需求激增，推动高密度、高算力算力基础设施建设，液冷技术成为解决散热难题的关键。受“双碳”政策影响，政府对数据中心PUE（电能利用效率）监管日益严格，液冷凭借高换热效率、节能、降噪等优势，逐步替代传统风冷模式。但当前液冷技术生态尚不完善，产品形态多样、接口标准缺失，机柜与服务器深度耦合限制了规模化推广。

发展现状
液冷技术主要包括冷板式、浸没式和喷淋式三种形式。冷板式通过冷板间接散热，适用于高发热元件；浸没式将服务器完全浸入冷却液，分为单相循环和相变两种方式；喷淋式则通过直接喷淋冷却液进行对流换热。
三大运营商已开展广泛实践：

• 中国移动：自2012年起推进液冷技术研发，2023年启动呼和浩特数据中心和智算中心的液冷规模试点，PUE值降至1.2以下，参与制定多项行业标准并获技术奖项。
• 中国电信：在贵州测试大容量路由器冷板式液冷，PUE达1.15；2020年推出5G BBU喷淋液冷方案，PUE降低至1.25；广州试点冷板式液冷微模块，节能效果显著。
• 中国联通：研究冷板式和浸没式液冷技术，2021年在德清云数据基地部署冷板式液冷机柜，PUE为1.25；探索高温服务器适配方案，推动液冷生态优化。

产业生态与挑战
产业链涵盖上游零部件（如CDU、冷却液）、中游服务器及芯片厂商、下游算力使用者（互联网企业、政府及行业客户）。当前挑战包括：

1. 标准化不足：服务器与机柜接口缺乏统一规范，产品兼容性差；
2. 架构不成熟：液冷系统存在集中式与分布式部署差异，高温服务器适配需进一步优化；
3. 成本较高：初期投资和全生命周期成本均高于风冷，限制大规模应用。

目标与技术路线
运营商提出三年愿景（2023-2025），聚焦冷板式和浸没式液冷技术：

• 冷板式液冷：推进原创技术、统一接口标准及产业生态完善，目标实现成本最优、规模化应用；
• 浸没式液冷：推动标准统一、产品国产化及工程化实施，注重冷却液兼容性、流场优化和安全性。
  技术演进方向包括冷板式液冷通过微通道设计提升换热效率，浸没式液冷需解决冷却液物性和维护成本问题。

推进计划

1. 标准制定：2023年底前形成冷板式液冷技术标准，2024年推动团体/行业标准；2023年启动单相浸没式液冷统一标准调研。
2. 测试验证：2023年完成冷板式液冷盲插解耦测试；2024年开展浸没式液冷系统兼容性、冷却液国产替代等验证。
3. 规模推广：2025年起在电信行业全面应用，构建技术、生态与应用领先的发展格局。

展望与倡议
运营商呼吁行业合力推进液冷生态建设，提出三项重点任务：

1. 加强协同：联合产学研单位攻克关键技术，形成从研发到商业落地的闭环；
2. 完善标准：推动机柜与服务器解耦接口标准化，加速产品创新与推广；
3. 示范推广：打造可复制的试点案例，探索液冷在数据中心、5G基站等场景的多元化应用，助力数据中心绿色转型和双碳目标实现。

关键技术要素

• 盲插解耦：采用标准化机柜、集中供电模块、盲插接头，降低布线复杂度，提升部署灵活性；
• 冷却液选择：乙二醇/丙二醇溶液适用于常规场景，去离子水需注重防冻维护，碳氟化合物冷却液更安全但成本较高；
• 系统设计：冷板式液冷需优化接触热阻，浸没式需解决设备密封兼容性问题（如HDD替换为氦气硬盘）。