英伟达要求开发“微通道水冷板（MLCP）”，水冷板市场有望取得技术突破

据台湾经济日报报道，随着AI算力需求的急剧增加，英伟达最新推出的Rubin与下一代Feynman平台的功耗预期将突破2000W，现有的散热方案已难以满足这一需求。因此，英伟达向其供应商提出要求，开发全新的“微通道水冷板（MLCP）”技术，其单价是现有散热方案的3至5倍，水冷板和均热片正成为新的“战略物资”。

一、水冷板行业定义及产业链

水冷板（又称液冷板）是液冷散热器的一种产品元件，其散热原理是在金属板材内加工形成流道，电子部件安装在水冷板的表面并在之间涂装导热介质，内部的冷却液从板的进口进去，再从出口带走部件传导的热量。根据形状和结构的不同，目前市场常见的液冷板主要有口琴管式、冲压式、挤压式、吹胀式等多种类型。

从产业链结构来看，液冷板行业上游为中铝集团、紫金矿业等铝、铜金属原材料企业；中游为银邦股份、华锋铝业等铝热传输材料生产以及银轮股份、纳百川等液冷板配套加工企业；下游终端应用主要包括新能源汽车动力电池、服务器液冷以及储能等领域。

中国液冷板行业产业链结构

资料来源：观研天下数据中心整理

水冷板在宁德时代麒麟电池中的应用

资料来源：宁德时代公司专利《箱体结构、电池及用电装置》

液冷板在充电桩领域的应用

资料来源：国家知识产权局《充电桩散热系统和充电桩》

二、水冷板材料解析：铜铝各有特点，应用领域不同

铝的物理优势使其成为交通领域热传输材料的主要选择。质量与加工方面，铝的密度为2.69g/cm3，仅为钢密度的34%，铜密度的30%。且铝可以通过添加合金元素提高材料性能，塑形优良，可加工成复杂性质；导热能力方面，铝的导热系数为 247W/m·K，略低于银（411W/m·K）和铜（398W/m·K）但远高于铁（73W/m·K）。因而铝是行业内综合考虑下常用的金属热传输材料。

各导热金属材料性能对比

资料来源：Mechtool，观研天下数据中心整理

一般而言，铝制水冷板主要用于电池领域的液冷方案，而铜制水冷板则主要用于服务器冷却领域。

三、服务器冷却方式对比：风冷“力不从心”，液冷方案受欢迎

根据观研报告网发布的《中国水冷板行业发展趋势研究与未来投资预测报告（2025-2032年）》显示，目前服务器行业的冷却方式主要以风冷为主，风冷散热模组主要由三个部分组成：热管或均热板、散热鳍片和散热风扇。其工作原理是，在芯片产生的热量传递给散热器后，在风扇的作用下将热量传递至大气中，将热量带离服务器。其中，热管和均热板是风冷散热模组中的重要组件，负责将热量从芯片传导至外部。热管由管壳、吸液芯和端盖组成。首先，把管内压强控制在一定范围，充入适量的可相变液体，使吸液芯充满液体后密封。热管的一端是加热端，另一端是冷却端，中间可按需布置绝热段。吸液芯采用毛细微孔材料，液体在毛细吸力作用下回流，在加热端蒸发，冷却段冷凝，循环变化带走热量。

热管结构示意图

资料来源：《热管传热性能检测系统及其检测评估方法》

风冷散热效率难以跟上数据中心设备散热需求的提升。以数据中心为例，采用风冷的数据中心，可以解决12KW以内的机柜制冷。随着服务器单位功耗增大，服务器机可容纳的服务器功率往往超过 15KW，风冷系统已经满足不服务器柜的散热需求。

在芯片层面，以NVIDIA为代表的主流厂商推出的产品，在算力提升的同时，功耗也快速增长：NVIDIAAI芯片功率从A100的400W增加至GB200的1200W、GB300的1400W。

英伟达芯片算力持续提升带动功耗增长

资料来源：NVIDIA官网，观研天下数据中心整理

AI服务器多采用CPU+GPU、CPU+ASIC等异构架构，核心搭载高功耗高性能的算力芯片。以NVIDIA旗舰方案为例，其DGXB200机箱集成8颗B200GPU（支撑超大规模模型训练需求），据官方数据，该机箱总功耗约14.3kW；为保障设备稳定运行，机架层面需额外预留约60kW的功率与散热容量。

高温会直接影响AI服务器中芯片等核心电子元件的使用寿命，进而诱发服务器故障。从故障成因来看，电子元件故障有55%源于高温过热：服务器核心的半导体元器件（如GPU 等算力芯片）对温度敏感，温度每升高10℃，反向漏电流便会增加1倍，显著加速元件损耗。

资料来源：Management White Paper of Energy-saving Liquid Data Center

因此，在高算力芯片与AI服务器持续迭代、功耗不断攀升的背景下，液冷技术的持续开发对于二者的长期发展至关重要。

根据冷却液和服务器接触换热方式的不同，液冷技术可分为直接液冷和间接液冷，其中浸没式与喷淋式属于直接液冷，而冷板式属于间接液冷。

冷板式液冷技术在可维护性、空间利用率、兼容性、安装简捷方面具有较强的应用优势；但在成本方面，由于其单独定制冷板装置，技术应用的成本相对较高。而喷淋式液冷技术则通过改造旧式的服务器和机柜的形式，大幅度减少了数据中心基础设施的建设成本。浸没式技术与其他两种技术相比，虽然器件的可维护性和兼容性较差，但空间利用率与可循环方面具有较好的表现，降低数据中心的能耗。

冷板式、浸没式、喷淋式液冷技术方案对比

资料来源：BLUEOCEAN，观研天下数据中心整理

四、未来发展趋势：MLCP成为选择之一

根据中国信通院数据，近年来我国算力规模呈现爆发式增长，2020年我国算力规模仅为135EFLOPS（FP32），2024年已经增长至280EFLOPS，四年间增长超过一倍。算力规模的增长，也将带动服务器数量增长，从而扩大市场对液冷方案的需求。

资料来源：中国信通院，观研天下数据中心整理

英伟达提出的MLCP水冷方案有望成为未来液冷主流。微通道水冷板（MLCP）技术，通过将传统上覆盖在芯片上的金属盖与上方的液冷板整合，内嵌微通道设计，使液冷散热冷却液能够直接流经芯片表面。此技术减少了中间介质的使用，缩短了热传递路径，从而显著提高了散热效率，并有效压缩了散热系统的体积。

微通道宽度和高度控制在0.2-0.5mm，通过波浪状散热鳍片和“Z”字形流道布局，在有限空间内构建出庞大的热交换面积。例如某专利设计中，80mm×40mm的液冷板内密布数十条微通道，配合梯形状变径段实现冷却液的均匀扩散与汇聚，使热交换效率较传统方案提升3倍以上。这种结构能将GPU核心温度从108℃骤降至57℃，热流密度突破500W/cm²，远超热管技术200W/cm²的极限。

总结，随着算力需求的爆发式增长，同时CPU、GPU功耗的增长，传统的风冷液冷方案已经无法满足服务器散热需求，随着英伟达主动提出新的水冷板设计方案，未来我们预测定制化、嵌入式水冷板将成为服务器市场主流，同时该技术方案有望扩散至储能、动力电池等领域。（fsw）