AI液冷技术应用:超纯水保障算力芯片运行

AI液冷技术:全称是人工智能液冷散热技术,是指为应对AI大模型训练和推理带来的超高算力需求,专门用于冷却AI服务器(特别是其中的GPU、CPU等高功耗芯片)的一系列液体散热技术的总称。

主要作用:它的核心目标是高效带走芯片产生的巨量热量,以保障AI算力集群的稳定运行,并同时实现降低数据中心的能效比值(PUE值) 和支持更高密度的算力部署。

技术路线:

1.非接触式液冷(以冷板式为主)

水基冷却液:超纯水、乙二醇、丙二醇、功能添加剂。

原理:冷却液在紧贴芯片的金属冷板内部封闭循环,通过冷板间接吸收芯片热量。

特点:这是目前最成熟、应用最广的方案,至2026年目前80%的AI服务器采用液冷,其中冷板式占比高达60-70%。它的优势在于技术成熟、改造成本相对较低且维护方便。

冷板式液冷 · 间接冷却体系

要求电阻率:≥ 17.5 MΩ·cm

遵循高要求产水标准,构建高效防腐蚀屏障,保障循环系统稳定。

2.接触式液冷(以绝缘浸没式为主)

氟化液冷却液:全氟聚醚、氢氟醚、全氟胺等。

原理:将服务器主板等核心部件直接浸泡在特制的绝缘冷却液(如氟化液)中,让液体直接带走所有元件的热量。

特点:散热效率高,PUE可降至1.05效率系数以下,但初期投资和维护成本也是最高的。

浸没式液冷 · 直接接触芯片

极限标准:≥ 18.2 MΩ·cm (超纯水)

氟化液需满足体积电阻率 > 1×10¹² Ω·cm,绝缘性能是核心指标。

超纯水------液冷系统的核心介质

超纯水不仅是液冷系统的核心热交换介质,也会间接接触服务器芯片、板卡等精密电子元器件。水中的任何微量杂质,都可能成为威胁系统稳定运行的"隐形杀手"。

1.设备腐蚀隐患

水中游离的离子杂质会引发金属管路与散热部件的电化学腐蚀,加速设备老化,增加泄漏风险。

2.管路堵塞风险

微小颗粒与胶体物质易在管路内沉积结垢,阻碍冷却液循环,导致散热效率急剧下降,引发设备过热。

3.精密电路短路

杂质导致水的电阻率下降,可能引发芯片引脚间的微短路,造成硬件永久性损坏,带来巨额损失。

**核心结论:**水质纯度是液冷系统稳定运行的基石。只有严格把控超纯水的纯度指标,才能从源头杜绝隐患,保障数据中心的连续、安全运行,避免因硬件故障带来的不可估量的经济损失。

超纯水的 生产流程

1.预处理 + 反渗透(RO)

有效去除胶体、余氯及99%以上溶解性盐类,实现水质初步提纯。为后续深度净化打好基础。

2.EDI深度除盐

采用电去离子技术,无需化学再生即可深度除盐,电阻率升至10-15 MΩ·cm。

3.抛光混床(终极提纯)

深度吸附残留痕量离子,将出水电阻率稳定提升至18.2 MΩ·cm的极限值,以满足最高等级的液冷循环与精密工艺用水需求。

抛光树脂: 超纯水制备的末端环节

无需再生,即用即装

出厂即达最佳交换状态,规避化学试剂再生带来的二次污染风险,运维流程简单,大幅降低人工成本与安全隐患。

极致净化,电阻率达18.2 MΩ·cm

深度吸附水中微量阴阳离子,确保出水水质恒定,达到理论纯水值,满足高端液冷系统严苛要求。

超低TOC溶出,杜绝二次污染

选用高纯度电子级原料,自身有机污染物溶出极低(TOC ≤ 10 ppb),从源头保障水质纯净,避免对精密设备造成腐蚀。

抛光树脂选型

  1. Tulsimer® MB-106UP | 高阶核子级(极致纯度型)

**科学配比:**1:2 (阳:阴)高阴树脂占比,强化除硅(SiO₂ ≤ 2 ppb),满足严苛水质需求。

**极致水质:**出水电阻率≥18.2 MΩ·cm,TOC ≤ 10 ppb,达到超纯水理论极限值。

应用 **场景:**浸没式液冷散热水基方案

  1. Tulsimer® MB-115 | 高阶核子级(经济高效型)

**高效配比:**1:1.5 (阳:阴)科学混合,树脂利用率较高,有效降低运维成本。

水质 **性能:**电阻率≥18 MΩ·cm,TOC ≤ 10 ppb,SiO₂ ≤ 5 ppb,兼顾纯度与经济性。

应用 场景 **:**冷板式液冷散热水基方案

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