AI机房冷却液选型对比：冷板、单相浸没与两相浸没三条路线

原创 机房管理者 2026-09-29 08:00 广东

冷板式用去离子水/乙二醇/丙二醇，单相浸没用矿物油，两相浸没用氟化液——三条技术路线、八类冷却介质，谁才是智算中心的最优解？我们用参数说话。

液冷三条技术路线，直接划定了冷却液选型边界：

冷板式液冷（非接触）：流体不接触电子器件，二次侧可选用水基介质；

单相浸没式液冷（直接接触）：液体直接接触带电部件，介质必须绝缘、不可燃；

两相浸没式液冷：依靠液体沸腾相变吸热，需要低沸点工质。

行业数据显示，2025年单相浸没占中国GPU浸没冷却市场的78.2%。

一、八类冷却介质核心参数一览

本次对比包含去离子水、乙二醇水溶液（EG25）、丙二醇水溶液（PG25）、矿物油、PAO合成油、改性硅油、HFE氟化液、PFPE氟化液八大主流介质，关键物性、安全、寿命、价格汇总如下：

参数出处：华一兄弟、Alliance Chemical、中国电信液冷白皮书、赛迪等厂商TDS与行业报告。

六维性能雷达对比：

二、冷板式水基"双子星"：乙二醇 VS 丙二醇

在冷板式液冷二次回路，水基介质是绝对主力。但项目选型总会纠结：乙二醇（EG）还是丙二醇（PG）。我们用中国电信运营商液冷技术白皮书实测数据拆解二者差异。

二者差异集中在两点：毒性与热物性

1. 毒性：乙二醇致死量仅1.6g/kg，约一口瓶盖剂量，循环运维必须严格防护；丙二醇LD50达22g/kg，获得FDA GRAS认证，可用于食品、化妆品场景，泄漏对机房环境风险更低。

2. 热物性：乙二醇黏度更低、导热能力更强，传热能力比PG高5%~10%；同等泵功下，EG方案可使冷板温度降低2~3℃，换回GPU性能或泵耗收益。

选型逻辑：

设施一次侧（户外/楼顶管路）：与冷却塔、干冷器直连，关注防冻与传热，优先选用EG25/EG50。产业链与汽车防冻液共线，供应稳定、成本最低。

服务器二次侧（CDU到冷板）：紧贴机柜，存在泄漏滴落到GPU板卡风险，行业正在向PG25/PG50倾斜。超大规模厂商、共址机房出于低毒安全要求锁定PG，欧美多家托管机房已经把PG作为服务器二次侧默认方案。

极端抗冻场景（寒区户外CDU、半导体超低温）：选用60/40 EG体系，最低可至-54℃。

重要提醒：无论EG还是PG，严禁使用未加抑制剂的原液。行业首选OAT有机酸技术，可实现5-8年寿命、多金属兼容；硅酸盐体系容易析出凝胶堵塞冷板通道，必须淘汰。

三、头部智算中心实测案例：谁在用什么冷却液？

选型不能只看纸面参数，规模化落地工程验证才是关键。

1. 字节跳动·乌兰察布智算中心｜PFPE全氟聚醚，单相浸没：全球规模领先的浸没式液冷智算集群之一，约10万台AI服务器，采用国产全氟聚醚氟化液，连续运行2年无泄漏腐蚀故障。实测PUE 1.04，单机柜功率100kW，GPU进水冷温-15℃。

   

2. 阿里云·杭州/张北｜矿物油，单相浸没：在浸没式1.0规模部署，验证矿物油回路无需复杂相变回路即可达到能效目标，单相浸没实测PUE 1.05。2025年单相浸没占中国GPU浸没市场78.2%。

   

3. 腾讯/三大运营商多地智算集群｜矿物油，试点落地：腾讯、中国移动、中国联通多地智算项目落地矿物油浸没试点，字节边缘算力节点批量采用。成本敏感型项目主流路线，矿物油全周期成本约为氟化液的5%~10%。

   

四、成本账与监管变量，决定长期路线

冷板式液冷：冷却液在系统总成本占比不足3%，但部分方案每2-4年整体更换，冷却液全周期占比可抬升至7%~8%。

单相浸没：矿物油系统初始成本低，油品约占10%；氟化液单价高昂，高端氟化液可达30%~40%。

供应链与合规风险是未来最大变量：

1. 供应链：3M曾占据电子氟化液市场超70%份额，Novec/Fluorinert业务已于2025年退出，留下约10亿美元供应缺口。国内厂商（巨化、新宙邦等）加速补位，巨化JHT-135已经在字节乌兰察布大规模落地。

2. 合规风险：欧盟PFAS限制法案落地，2027–2028年几乎所有含氟工质新应用将在欧盟受限；全氟类PFPE/PFC的GWP＞5000，国内双碳政策下长期压力较大。这也是矿物油路线近两年被头部厂商重新验证的核心原因。

五、选型决策矩阵，一句话选型建议

没有最好的冷却液，只有最合适的冷却液。选型是功率密度、安全要求、预算、合规周期共同决定的工程问题。2026年行业共识：冷板式优先区分一次侧/二次侧；浸没设计初期就要把介质全生命周期成本（初次加注+补充损耗+更换+报废处置）纳入TCO模型。

冷板·设施一次侧（户外楼顶管路）：优先EG25/EG50乙二醇水溶液，必要时OAT缓蚀剂；严寒场景选高浓度乙二醇。

冷板·服务器二次侧（CDU→冷板）：优先PG25/PG50丙二醇水溶液（GRAS低毒，滴漏到GPU板卡更安全），超大规模与共址机房正在切换PG默认方案。

单相浸没，通用AI推理（≤30kW柜，成本优先）：矿物油/改性硅油，矿物油TCO仅为氟化液30–40%；缺点需要关注纯度与绝缘强度。

单相浸没，高密度AI训练（50–100kW柜）：国产PFPE全氟聚醚氟化液，不燃、绝缘好、无闪点，适合大规模集群；但初始投资高，要核算报废处置。

两相浸没，极限热密度（单芯片>600W）：低沸点HFE氟化液（沸点50–76℃），相变带走热量；需要锁定国内供给并评估PFAS合规。

兼顾出海、欧盟业务：优先合成油/改性硅油路线，可生物降解、无PFAS风险；含氟方案需提前评估GWP与PFAS法规。

最后

AI算力芯片功耗持续走高，液冷不再是实验室方案，已经成为智算中心基础设施标配。

冷板、单相浸没、两相浸没三条路线各自匹配不同算力场景，冷却液就像AI机房的"冷却血液"，介质选型不是简单对比导热系数，毒性、泄漏风险、使用寿命、供应链稳定度、全球环保法规，都会在项目全周期持续影响可用性与TCO。

在项目前期规划阶段，就把介质选型、更换周期、废液处置纳入整体方案，才能避免上线后遇到合规、供货、运维的连锁问题。

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