Công suất tính toán tăng vọt thêm 300W! Làm mát bằng chất lỏng từ một “người chơi ngách” trở thành “phao cứu sinh” của các trung tâm tính toán thông minh

Vào năm 2025, quy mô sức mạnh tính toán thông minh của Trung Quốc đã vượt qua 788 EFLOPS (FP16), trong khi mức tiêu thụ điện của các chip máy chủ AI đơn lẻ tăng vọt lên trên 300W. Các hệ thống làm mát bằng không khí truyền thống đã trở nên "bất lực" trước sự gia tăng nhiệt, với PUE của trung tâm dữ liệu vẫn cao và ngày càng xung đột với các mục tiêu "kép carbon" của quốc gia. Tại thời điểm quan trọng này, làm mát bằng chất lỏng đã chuyển từ công nghệ ngách được sử dụng trong siêu máy tính sang giải pháp chính cho tính toán thông minh: nó cho phép mật độ công suất tủ dễ dàng vượt quá 40kW, giảm PUE xuống dưới 1.05, và thậm chí cung cấp các giải pháp làm mát tùy chỉnh cho thiết bị mới như công tắc 800G và mô-đun quang AI. Cuộc cách mạng làm mát "chất lỏng trên không khí" này không chỉ là một sự lặp lại công nghệ không thể tránh khỏi mà còn là chìa khóa cốt lõi để vượt qua các nút thắt phát triển trong ngành công nghiệp tính toán thông minh.

1. Hỗ Trợ Chính Sách + Áp Lực Nhu Cầu Đưa Làm Mát Bằng Chất Lỏng Vào "Làn Đường Nhanh"

Về mặt chính sách, chính phủ trung ương và địa phương đang cùng nhau thúc đẩy công nghệ này. Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia (NDRC) và ba bộ khác đã rõ ràng kêu gọi "tiến hành các công nghệ làm mát hiệu quả như làm mát bằng chất lỏng" trong Kế hoạch Hành động Đặc biệt cho Phát triển Xanh và Carbon Thấp của Trung tâm Dữ liệu. Tương tự, sáu bộ bao gồm MIIT đã liệt kê làm mát bằng chất lỏng là công nghệ hỗ trợ chính trong Kế hoạch Hành động cho Phát triển Chất lượng Cao của Cơ sở Hạ tầng Tính toán.

(Nguồn: Trí Tuệ Nhân Tạo & Internet Vạn Vật)

Tại địa phương, tỉnh Quảng Đông có kế hoạch tăng gấp đôi sức mạnh tính toán vào năm 2025 đồng thời tăng cường sự kết hợp giữa tính toán biên và làm mát bằng chất lỏng. Bắc Kinh, trong Kế hoạch Hành động "AI+", đã trực tiếp định vị các trung tâm tính toán thông minh làm mát bằng chất lỏng là hỗ trợ cốt lõi cho việc tối ưu hóa điều phối năng lượng.

Nhu cầu thị trường cũng đang chuyển từ "chấp nhận thụ động" sang "chấp nhận chủ động." Một mặt, sự bùng nổ trung tâm tính toán thông minh đã thúc đẩy nhu cầu, với hơn 30 thành phố triển khai các dự án trên toàn quốc. Mật độ công suất tủ đang nhảy từ 20kW lên 40kW. Mặt khác, áp lực tiêu thụ năng lượng buộc các doanh nghiệp phải chuyển đổi: vào năm 2024, các trung tâm tính toán của Trung Quốc tiêu thụ 166 tỷ kWh, chiếm 1.68% tổng lượng điện xã hội. Làm mát bằng chất lỏng có thể tiết kiệm 10%–14% chi phí đầu tư so với làm mát bằng không khí. Một trường hợp điển hình là Trung tâm Dữ liệu Tesla xAI Colossus, đã triển khai 100,000 GPU H100 sử dụng thiết kế tủ làm mát bằng chất lỏng tấm lạnh, đảm bảo hoạt động ổn định cho tính toán mật độ cao.

(Nguồn: China Telecom)

2. Hai Con Đường Kỹ Thuật Kép: Tấm Lạnh và Ngâm Mỗi Loại Có Thế Mạnh Riêng

Làm mát bằng chất lỏng tấm lạnh chiếm ưu thế do "ngưỡng cải tạo thấp." Logic cốt lõi của nó là gắn các tấm lạnh bằng đồng hoặc nhôm vào chip, chuyển nhiệt gián tiếp. Thiết bị CNTT không tiếp xúc trực tiếp với chất làm mát, làm cho nó rất tương thích với các trung tâm tính toán thông minh hiện có. Vào năm 2024, thị trường máy chủ làm mát bằng chất lỏng trị giá 2.37 tỷ USD của Trung Quốc chủ yếu dựa trên tấm lạnh. Ví dụ, Trung tâm Tính toán Lingang của China Telecom đã áp dụng giải pháp "tấm lạnh + quạt" lai, cho phép điều chỉnh linh hoạt mật độ công suất tủ từ 8kW đến 48kW.

(Nguồn: Viện Hàn lâm Công nghệ Thông tin và Truyền thông Trung Quốc)

Làm mát bằng chất lỏng ngâm, trong khi đó, đang chiếm lĩnh thị trường cao cấp với “hiệu suất năng lượng cực cao.” Hệ thống ngâm một pha có thể đạt PUE thấp tới 1.05, trong khi hệ thống hai pha tận dụng nhiệt ẩn của sự bay hơi để xử lý mật độ nhiệt cao. Máy chủ ngâm “G-Flow,” được phát triển chung bởi H3C và Intel, sử dụng bộ tản nhiệt hình phễu và ống dẫn dòng hướng để đảm bảo chất làm mát đi qua trực tiếp các thành phần nóng, tăng cường đáng kể hiệu quả trao đổi nhiệt.

Tuy nhiên, ngâm vẫn đối mặt với thách thức về chi phí—các chất lỏng điện tử có chứa flo đã lâu bị độc quyền bởi 3M và Mobil. Mặc dù các công ty trong nước như Zhejiang Zhongxin Fluoromaterials đã có những đột phá, việc thay thế quy mô lớn sẽ cần thời gian.

(Nguồn: Viện Hàn lâm Công nghệ Thông tin và Truyền thông Trung Quốc)

3. Hợp tác ngành + Đổi mới tiền chế Giải quyết “Thách thức Triển khai”

Chuỗi ngành công nghiệp làm mát bằng chất lỏng đã hình thành một hệ sinh thái của “đột phá thượng nguồn + đổi mới trung nguồn + mở rộng hạ nguồn.”

Thành phần thượng nguồn: Inovance và Gree Tech chiếm lĩnh thị trường tấm lạnh; Stäubli và Huawei đã ra mắt các khớp nối nhanh không cần nhìn cho các kịch bản mật độ cao.

Thiết bị trung nguồn: Inspur Information và Huawei bao phủ toàn bộ dải sản phẩm máy chủ làm mát bằng chất lỏng, trong khi các nhà cung cấp switch tăng tốc triển khai các sản phẩm làm mát bằng chất lỏng 800G. Suzhou Dongwei Semiconductor đã phát triển thế hệ thứ tư của SiC MOSFETs, cung cấp hỗ trợ hiệu suất cao cho các mô-đun làm mát bằng chất lỏng.

(Nguồn: SSE STAR MARKET)

Ứng dụng hạ nguồn: Việc triển khai trong các trung tâm tính toán và cơ sở biên đang tăng tốc.

Công nghệ tiền chế đã nổi lên như một động lực chính để giảm chi phí và tăng hiệu quả. China Telecom đang tiến hành các giải pháp nguồn lạnh tiền chế tích hợp các máy làm lạnh và hệ thống điều khiển vào các container hoặc cabin mô-đun—chỉ cần kết nối điện và nước tại chỗ. Các tủ làm mát bằng chất lỏng tích hợp được lắp ráp và kiểm tra trước tại nhà máy, giảm thời gian triển khai tại chỗ xuống 50%. Các container làm mát bằng tấm lạnh, hỗ trợ 20kW–50kW mỗi tủ, là lý tưởng cho các kịch bản biên như giao thông thông minh và quản lý đô thị.

Từ hỗ trợ chính sách đến nhu cầu thị trường, từ đổi mới kỹ thuật đến tăng trưởng hệ sinh thái, ngành công nghiệp làm mát bằng chất lỏng đã vượt qua giai đoạn “đột phá từ 0 đến 1” và hiện đang bước vào giai đoạn “mở rộng từ 1 đến N.” Trong tương lai, với sự trưởng thành của công nghệ tấm lạnh hai pha và làm mát bằng chất lỏng lai, và sự giảm chi phí của các chất làm mát trong nước và thiết bị SiC, làm mát bằng chất lỏng sẽ không chỉ là một “công cụ làm mát” mà còn là động cơ cốt lõi để tối ưu hóa hiệu suất năng lượng và tăng cường sức mạnh tính toán trong các trung tâm tính toán thông minh.

Khi làm mát bằng chất lỏng tích hợp sâu với AI và tính toán biên, chúng ta sẽ không chỉ thấy một cuộc cách mạng làm mát, mà còn là một bức tranh mới của ngành công nghiệp tính toán thông minh vượt qua các nút thắt và tiến tới phát triển chất lượng cao. Đây là giá trị thực sự của làm mát bằng chất lỏng.