컴퓨팅 전력 300W 급증! 액체 냉각은 "틈새 시장"에서 지능형 컴퓨팅 센터의 "생명선"으로 부상

2025년 중국의 지능형 컴퓨팅 파워 규모는 788 EFLOPS(FP16)를 초과했으며, 단일 AI 서버 칩의 전력 소비는 300W를 초과했습니다. 전통적인 공기 냉각 시스템은 증가하는 열에 직면하여 "무력"해졌으며, 데이터 센터 PUE는 여전히 높고 국가의 "이중 탄소" 목표와 점점 더 충돌하고 있습니다. 이 중요한 시점에서 액체 냉각은 슈퍼컴퓨팅에서 사용되던 틈새 기술에서 지능형 컴퓨팅을 위한 주류 솔루션으로 전환되었습니다: 이는 캐비닛 전력 밀도를 쉽게 40kW 이상으로 초과하게 하고, PUE를 1.05 이하로 낮추며, 800G 스위치 및 AI 광 모듈과 같은 새로운 장비에 맞춤형 냉각 솔루션을 제공합니다. 이 "액체 대 공기" 냉각 혁명은 단순한 기술적 반복이 아니라 지능형 컴퓨팅 산업의 발전 병목을 돌파하는 핵심 열쇠입니다.

1. 정책 지원 + 수요 압력이 액체 냉각을 "고속 차선"으로 추진

정책 측면에서 중앙 및 지방 정부는 공동으로 기술을 촉진하고 있습니다. 국가발전개혁위원회(NDRC)와 다른 세 개의 부처는 데이터 센터의 녹색 및 저탄소 개발을 위한 특별 행동 계획에서 "액체 냉각과 같은 효율적인 냉각 기술의 발전"을 명시적으로 요구했습니다. 마찬가지로, MIIT를 포함한 여섯 개의 부처는 컴퓨팅 인프라의 고품질 개발을 위한 행동 계획에서 액체 냉각을 주요 지원 기술로 나열했습니다.

(출처: 인공지능 및 사물인터넷)

지역적으로, 광둥성은 2025년까지 컴퓨팅 파워를 두 배로 늘리는 동시에 엣지 컴퓨팅과 액체 냉각 시너지를 강화할 계획입니다. 베이징은 "AI+" 행동 계획에서 액체 냉각 지능형 컴퓨팅 센터를 최적화된 전력 스케줄링을 위한 핵심 지원으로 직접 위치시켰습니다.

시장 수요도 "수동 수용"에서 "능동적 채택"으로 전환되고 있습니다. 한편으로, 지능형 컴퓨팅 센터 붐이 수요를 촉진하여 전국적으로 30개 이상의 도시가 프로젝트를 시작했습니다. 캐비닛 전력 밀도는 20kW에서 40kW로 뛰어오르고 있습니다. 다른 한편으로, 에너지 소비 압력은 기업들이 변화를 강요하고 있습니다: 2024년 중국의 컴퓨팅 센터는 1,660억 kWh를 소비하여 총 사회 전력 사용량의 1.68%를 차지했습니다. 액체 냉각은 공기 냉각에 비해 10%–14%의 투자 비용을 절감할 수 있습니다. 전형적인 사례는 테슬라 xAI 콜로서스 데이터 센터로, 100,000개의 H100 GPU를 사용하여 콜드 플레이트 액체 냉각 캐비닛 디자인을 배치하여 고밀도 컴퓨팅의 안정적인 운영을 보장했습니다.

(출처: 중국 텔레콤)

2. 이중 기술 경로: 각기 장점을 가진 콜드 플레이트와 침수

콜드 플레이트 액체 냉각은 "낮은 개조 임계값"으로 인해 지배적입니다. 그 핵심 논리는 칩에 구리 또는 알루미늄 콜드 플레이트를 부착하여 간접적으로 열을 전달하는 것입니다. IT 장비는 냉각제와 직접 접촉하지 않으므로 기존의 지능형 컴퓨팅 센터와 높은 호환성을 가집니다. 2024년 중국의 23억 7천만 달러 규모의 액체 냉각 서버 시장은 압도적으로 콜드 플레이트 기반이었습니다. 예를 들어, 중국 텔레콤의 링강 컴퓨팅 센터는 8kW에서 48kW까지 캐비닛 전력 밀도를 유연하게 조정할 수 있는 하이브리드 "콜드 플레이트 + 팬" 솔루션을 채택했습니다.

(출처: 중국 정보통신기술 아카데미)

한편, 침수 액체 냉각은 "극한의 에너지 효율성"으로 고급 시장을 장악하고 있습니다. 단상 침수 시스템은 PUE를 1.05까지 낮출 수 있으며, 이중상 시스템은 증발 잠열을 활용하여 높은 열 플럭스 밀도를 처리합니다. H3C와 Intel이 공동 개발한 "G-Flow" 침수 서버는 깔때기 모양의 라디에이터와 방향성 흐름 파이프를 사용하여 냉각제가 뜨거운 구성 요소 위로 직접 지나가도록 하여 열 교환 효율을 크게 향상시킵니다.

그러나 침수는 여전히 비용 문제에 직면해 있습니다. 전자 불소화 액체는 오랫동안 3M과 Mobil이 독점해 왔습니다. Zhejiang Zhongxin Fluoromaterials와 같은 국내 기업들이 돌파구를 마련했지만, 대규모 대체에는 시간이 걸릴 것입니다.

(출처: 중국 정보통신기술 아카데미)

3. 산업 협력 + 사전 제작 혁신이 "배포 문제"를 해결합니다.

액체 냉각 산업 체인은 "업스트림 돌파구 + 미드스트림 혁신 + 다운스트림 확장"의 생태계를 형성했습니다.

업스트림 구성 요소: Inovance와 Gree Tech가 콜드 플레이트 시장을 지배하고 있으며, Stäubli와 Huawei는 고밀도 시나리오를 위한 블라인드 메이트 퀵 커플링을 출시했습니다.

미드스트림 장비: Inspur Information과 Huawei는 전체 범위의 액체 냉각 서버를 다루고 있으며, 스위치 공급업체들은 800G 액체 냉각 제품의 출시를 가속화하고 있습니다. Suzhou Dongwei Semiconductor는 액체 냉각 모듈에 고성능 지원을 제공하는 4세대 SiC MOSFET를 개발했습니다.

(출처: SSE STAR MARKET)

다운스트림 애플리케이션: 컴퓨팅 센터 및 엣지 시설에서의 배포가 가속화되고 있습니다.

사전 제작 기술은 비용 절감과 효율성의 주요 동력으로 부상했습니다. China Telecom은 냉각기와 제어 시스템을 컨테이너나 모듈식 캐빈에 통합한 사전 제작 냉원 솔루션을 발전시키고 있으며, 현장에서는 전원 및 수자원 연결만 필요합니다. 통합 액체 냉각 캐비닛은 공장에서 사전 조립 및 테스트되어 현장 배포 시간을 50% 단축합니다. 20kW–50kW의 캐비닛을 지원하는 콜드 플레이트 액체 냉각 컨테이너는 스마트 교통 및 도시 관리와 같은 엣지 시나리오에 이상적입니다.

정책 지원에서 시장 수요, 기술 혁신에서 생태계 성장에 이르기까지, 액체 냉각 산업은 "0에서 1로의 돌파구 단계"를 지나 이제 "1에서 N으로의 확장 단계"에 접어들었습니다. 미래에는 이중상 콜드 플레이트 및 하이브리드 액체 냉각 기술의 성숙과 국내 냉각제 및 SiC 장치의 비용 감소로 인해 액체 냉각은 단순한 "냉각 도구"가 아니라 지능형 컴퓨팅 센터에서 에너지 효율성을 최적화하고 컴퓨팅 파워를 증대시키는 핵심 엔진이 될 것입니다.

액체 냉각이 AI 및 엣지 컴퓨팅과 깊이 통합될 때, 우리는 단순한 냉각 혁명이 아니라 병목 현상을 극복하고 고품질 개발을 향해 나아가는 지능형 컴퓨팅 산업의 새로운 모습을 보게 될 것입니다. 이것이 액체 냉각의 진정한 가치입니다.