数据中心浸入式冷却市场规模和份额

数据中心浸入式冷却市场分析

2025年数据中心浸入式冷却市场价值为48.7亿美元，预计到2030年将达到111.0亿美元，复合年增长率为17.91%。这种快速攀升反映了业界对人工智能和机器学习工作负载驱动的机架功率密度飙升的反应，每个机架的功率密度通常超过 50 kW。运营商将浸入式技术视为保持性能、缩小设施占地面积并遵守即将出台的基于 PFAS 的冷却剂的限制的一种途径。北美地区通过超大规模云提供商的生产规模部署来推动采用，而亚太地区则呈现出最急剧的增长，因为日本、中国和韩国是液冷人工智能集群的领军者。在技​​术方面，单相系统由于安装熟悉而保留了最大份额，但两相设计在极高密度和无泵方面赢得了试点架构是必不可少的。 

全球数据中心浸入式冷却市场趋势和见解

超大规模数据中心的激增

对生成式 AI 服务的需求激增，迫使领先的云提供商建立新的超大规模站点，其目标机架密度通常超过 100 kW。谷歌对浸没式冷却 TPU 吊舱的使用说明了大型供应商如何标准化液体技术，以减少建筑扩建的房地产需求和资本支出。微软已经验证了生产两相罐其位于华盛顿州昆西的园区，理由是更容易的密度扩展和有利的总拥有成本指标。当应用于产品组合级别时，浸入式冷却使运营商能够在相同的占地面积内容纳 10-15 倍的计算量，从而直接转化为更快的 AI 服务盈利时间。提高每平方英尺利用率的能力仍然是推动超大规模采用的最强大的经济杠杆。

AI/ML 工作负载提高机架功率密度

KDDI 集装箱站点的现场数据显示，单相浸入式技术可将服务器机架功耗降低 43%，同时实现 PUE 低于 1.07。能源紧张地区的运营商利用这些节省来抵消不断上涨的电价和碳税。欧盟能源效率指令要求欧洲设施到 2030 年将能源使用量减少 11.7%；沉浸式能够达到低于 1.1 PUE 值的能力提供了一条实用的合规途径。^{[1]能源总局，“能源效率指令 2024 年修订版”，欧盟委员会，europa.eu}服务器层面出现了进一步的优势，因为持续较高的升压频率转化为每瓦更多的计算量。

监管推动不含 PFAS 的生物基冷却剂

限制 PFAS 的立法加速了向碳氢化合物和生物衍生电介质的转变。TotalEnergies 与 Green Revolution Cooling 共同开发的 BioLife 流体在不牺牲热性能的情况下提供了 ISCC PLUS 认证的生物降解性，提供针对 GPU 集群进行优化的合成碳氢化合物混合物，同时满足材料兼容性标准。^{[2]Rob Swan，“用于浸没式冷却的 CompuZol 高性能流体”快速遵守这些规则的供应商可确保长期份额，而依赖传统氟化液体的运营商则面临改造成本和供应链不确定性。}

扩展 5G/物联网边缘微型数据中心

电信运营商和工业公司正在推出靠近最终用户的微型模块，以满足 5G 延迟目标。在 HVAC 基础设施有限或气候恶劣的情况下，密封单相水箱可实现在没有冷冻水设备的情况下运行的自主边缘节点。东南亚的早期试点表明，沉浸式系统可以承受灰尘、湿度和温度波动，从而削弱传统风冷机架的性能。

支离破碎的标准和供应商互操作性差距

尽管 ASHRAE 和 TIA 已发布指南，但不同的连接器格式、传感器协议和冷却剂化学成分仍然阻碍多供应商采购。^{[3]技术委员会 9.9，“数据通信设备中心液体冷却指南”，ASHRAE，ashrae.org}计算项目的沉浸式体验sion 规范正在获得关注，但在统一的安全和维护实践出现之前，运营商面临被锁定到阻碍未来升级或扩展的专有生态系统的风险。

高昂的前期资本支出和设施重新设计成本

全面的浸入式部署需要专门的水箱、承重支架、泄漏检测系统和冷却剂处理设备，这些设备总共使每个机架的安装成本超过 50,000 美元，大约是同等空气的三倍系统。现场改造变得更加复杂，因为在保持正常运行时间的同时，必须重新布线地板通风系统、电缆桥架和电源路径。对于许多棕地业主来说，分阶段迁移策略或绿地建设成为唯一可行的途径，从而推迟了近期的采用。

细分分析

按类型：两相系统推动创新

单相系统在 2024 年占据主导地位，占 80.9% 的份额；然而，两阶段设计预计到 2030 年，每年复合增长率为 21.6%。这种加速反映了通过低压沸腾实现的卓越热通量去除，这使得被动式冷凝器无需泵或二级回路即可排出热量。 Microsoft 的昆西部署展示了相变罐如何在生产中维持 100 kW 机架。 

在企业试点中，运营商更喜欢单相解决方案，以便于维护和建立供应链，特别是在矿物油或合成碳氢化合物提供可预测的粘度和广泛的组件兼容性的情况下。然而，基于最新 1 kW GPU 构建的 AI 工厂越来越多地选择两相设置，以消除泵故障并利用数据中心废热进行区域供热计划。随着供应商缩小储罐占地面积并引入预充电盒，学习曲线缩短，为两相系统在预测期内占据增量份额奠定了基础。因此，数据中心浸入式冷却市场朝着杜al-track 生态系统，其中单相主导传统更新支出，而两相捕获适合极端密度的新建足迹。

按冷却液：合成碳氢化合物主导市场

合成碳氢化合物流体由于其低粘度和强大的材料兼容性而占据 2024 年收入的 41.2%，使其成为大多数单相部署的事实上的基准。矿物油曾经一度被归入加密货币矿山，但将重新进入主流考虑，随着炼油厂提供更清洁的减产以满足延长使用寿命的目标，预计到 2030 年将增长 18.4%。相比之下，氟碳混合物在 PFAS 监管下面临更严格的审查，这是推动生物衍生物进入试验阶段的不利因素。

路博润的 CompuZol 系列展示了合成碳氢化合物可将导热率提高至 0.15 W/m-K，同时将闪点保持在 170 °C 以上。 TotalEnergies 的 BioLife 产品展示了可追溯的植物库存如何n 具有同等的石化性能，但可快速生物降解，满足欧盟废物指令。由于冷却剂的选择决定了密封兼容性、介电强度和处置途径，运营商继续开展冗长的资格认证计划，增强流体供应商对数据中心浸没式冷却市场轨迹的影响力。

按应用划分：AI 培训改变市场动态

高性能计算在 2024 年保留了 34.2% 的收入，但到 2030 年，AI/ML 培训工作量将以 26.9% 的复合年增长率增长，从而改变了购买标准从绝对 FLOPS 到持续的每瓦性能。 Supermicro 的机架级 GPU 平台展示了浸入式冷却如何在为期数周的变压器模型训练期间将结温保持在 65 °C 以下，从而避免因频率限制而延长工作持续时间。因此，云提供商正在将液体就绪托架嵌入到新的可用区域中，将热管理从成本中心转变为 ena加密货币矿工仍然青睐沉浸式冷却，因为更高的算力可以直接转化为收入，但随着受监管企业的进入，他们在整个数据中心沉浸式冷却市场中的份额正在缩小。边缘和电信部署增加了多样性，利用密封罐使计算更接近最终用户，而无需广泛的 HVAC 基础设施。因此，无论持续的高密度计算与空间或能源限制相结合，该技术的多功能性使其成为通用解决方案。

按数据中心类型：企业采用加速

超大规模和自建设施的数据中心浸没式冷却市场规模占 2024 年收入的一半以上。这些运营商规定了流体标准并推动了产量经济。尽管如此，在交钥匙储罐模块的推动下，企业和边缘设施的复合年增长率为 20.7%，可降低现场改造的复杂性。 LiquidStack 和 Submer推出了基于 ISO 运输集装箱的 Pod，这些 Pod 在出厂时已密封，可在数周内完成部署。

主机托管提供商现在通过沉浸式套件脱颖而出，预测客户对超过 50 kW 的机架的需求。在制造和能源领域，由浸入式冷却驱动的边缘节点在空气过滤器快速堵塞的恶劣条件下管理实时分析。随着企业人工智能议程的成熟，浸入式冷却的作用从利基高密度推动者扩大到新企业 IT 机房的主流设计选择。

地理分析

在超大规模资本支出和拥抱试点生产的创新文化的支撑下，北美占据了 2024 年收入的 44.8%快速转变。 LiquidStack 在德克萨斯州的新工厂使当地储罐产量增加了两倍，缩短了交货时间并加强了国内供应链 政策框架侧重于自愿有效效率目标而不是规定性的设备要求，为运营商提供了试验沉浸的余地，而无需监管延迟。

在政府支持的人工智能超级计算机和数据主权计划的推动下，亚太地区是增长最快的地区，复合年增长率为 19.6%。日本 KDDI 在部署集装箱式单相设备后记录的 PUE 值接近 1.05，验证了电信边缘用例的沉浸感。中国沿海水下数据中心的概念验证展示了依靠浸没来减轻腐蚀和湿度的新颖选址策略。

欧洲依靠监管作为主要采用驱动力。 2024 年欧盟可持续发展披露要求促使运营商减少能源和水的使用，使沉浸式体验更具吸引力。荷兰强制执行 27°C 的送风上限，这是空气冷却系统难以满足的要求，从而加速了阿姆斯特丹设施的液体改造。热量再利用试点，例如丹麦的游泳池供水，进一步改善了沉浸感项目经济性，使运营商能够通过排热协议收回成本。

竞争格局

供应商领域将专业沉浸式先驱者与多元化电气基础设施现有企业和进入垂直集成冷却堆栈的芯片制造商融为一体。绿色革命冷却利用十多年的现场数据来赢得与节能保证相关的公用事业回扣。施耐德电气对 Motivair 的收购标志着 OEM 对融入现有预制模块生产线的交钥匙液体产品组合的巨大兴趣。 

战略联盟塑造产品路线图：Submer 与 Castrol 合作共同设计流体，而 Stellium 将 Submer 水箱与其英国托管园区配对，展示基于开放计算的沉浸室。 NVIDIA 和英特尔等芯片供应商越来越多地捆绑经过验证的液体就绪参考设计，模糊了服务器供应商和冷却提供商之间的联系。 

随着围绕腐蚀抑制剂、传感器校准和冷却剂回收的知识产权的成熟，整合可能会集中在拥有专利介电配方或集成储罐加控制解决方案的公司上。因此，数据中心浸入式冷却市场走向中等集中度的结构，其中顶级参与者拥有多细分产品组合和庞大的安装基础，但仍然面临边缘和模块化空间的利基创新者。