CoolestDC推出3D打印無(wú)泄漏液冷散熱器，開(kāi)啟綠色數(shù)據(jù)中心新時(shí)代

導(dǎo)讀：在數(shù)據(jù)中心與高性能計(jì)算不斷升級(jí)的背景下，對(duì)更有效的熱管理方案的需求也變得日益嚴(yán)苛。

2025年8月17日，南極熊獲悉，新加坡國(guó)立大學(xué)旗下高科技企業(yè) CoolestDC 近期聯(lián)合德國(guó) 3D 金屬打印巨頭 EOS，推出了一款無(wú)需墊片、無(wú)接頭、整體一體式的無(wú)泄漏（leak-free）液冷冷板，其革新的 3D 打印制造方式在業(yè)界引起廣泛關(guān)注。

無(wú)泄漏液冷散熱器

CoolestDC是一家總部位于新加坡的深度技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)，在高熱通量電子產(chǎn)品的熱管理方面擁有豐富的專業(yè)知識(shí)，并能利用Oblique Fin 高效液體冷卻技術(shù)提供設(shè)計(jì)服務(wù)。CoolestDC 目前與 EOS 新加坡 Additive Minds 團(tuán)隊(duì)合作，提供創(chuàng)新的增材制造冷卻解決方案，幫助推動(dòng)數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展。

數(shù)據(jù)中心風(fēng)冷應(yīng)用遇到瓶頸，液冷成為突破口

在全球數(shù)字化浪潮的推動(dòng)下，數(shù)據(jù)中心行業(yè)進(jìn)入了前所未有的高速發(fā)展階段。云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能以及4G/5G邊緣計(jì)算的普及，使得數(shù)據(jù)中心的建設(shè)需求持續(xù)攀升。據(jù)IDC預(yù)測(cè)，到2025年全球數(shù)據(jù)量將飆升至 175 ZB，而數(shù)據(jù)中心的總投資也將從2019年的2447.4億美元增長(zhǎng)至4321.4億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到9.9%。然而，伴隨著海量數(shù)據(jù)處理能力的提升，能源消耗與碳排放問(wèn)題日益凸顯，數(shù)據(jù)中心的“綠色轉(zhuǎn)型”成為迫在眉睫的課題。在這一背景下，冷卻方式的革新成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

長(zhǎng)期以來(lái)，風(fēng)冷方案在數(shù)據(jù)中心中占據(jù)主導(dǎo)地位。然而風(fēng)冷系統(tǒng)能效有限，特別是在高功率密度服務(wù)器中，其能耗與碳排放已經(jīng)成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。隨著全球碳中和戰(zhàn)略的推進(jìn)以及碳稅政策的實(shí)施，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商和超大規(guī)模DC的所有者都在積極尋求新的散熱方式，以降低能耗與碳足跡。

液冷，尤其是直接到芯片（Direct-to-Chip,D2C）液冷，因其高效的傳熱能力逐漸進(jìn)入主流視野。相比風(fēng)冷，液冷能更快將熱量從芯片核心導(dǎo)出，顯著提升散熱效率與整機(jī)能效。然而，液冷技術(shù)的推廣卻面臨一個(gè)核心難題：泄漏風(fēng)險(xiǎn)。一旦冷卻液泄漏，將導(dǎo)致服務(wù)器硬件的嚴(yán)重?fù)p壞，運(yùn)維成本和風(fēng)險(xiǎn)驟增。因此，開(kāi)發(fā)“無(wú)泄漏”的液冷散熱解決方案成為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

△液冷散熱器與傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱器相比的優(yōu)勢(shì)

CoolestDC的突破：3D打印一體式無(wú)泄漏液冷散熱器

來(lái)自新加坡的深科技企業(yè) CoolestDC 聯(lián)合EOS Additive Minds團(tuán)隊(duì)，借助金屬增材制造（AdditiveManufacturing, AM）技術(shù)，率先推出了無(wú)泄漏一體式液冷散熱器。這一方案采用了EOS 金屬激光選區(qū)熔化（DMLS）技術(shù)與EOS Copper CuCP工藝，利用高純度銅材料，制造出可承受 6 bar及以上水壓的一體式冷板。

△線切割冷板和采用斜面鰭技術(shù)的 EOS 一體式 AM 冷板

與傳統(tǒng)采用釬焊、機(jī)械加工或組裝的冷卻板不同，CoolestDC的散熱器完全通過(guò)3D打印實(shí)現(xiàn)，內(nèi)部沒(méi)有任何墊片、接頭或焊縫，從根本上杜絕了泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

此外，EOS工藝支持打印 0.2毫米以上的薄壁內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并結(jié)合CoolestDC的專利斜鰭片設(shè)計(jì)（Oblique Fin），實(shí)現(xiàn)了高密度、高精度的內(nèi)部流道布局。這種高度自由的設(shè)計(jì)能力，使得散熱器能根據(jù)不同客戶需求進(jìn)行 大規(guī)模定制，而且無(wú)需模具成本�？偨Y(jié)來(lái)看，3D打印液冷散熱器具備以下幾個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：

(1)   無(wú)泄漏一體式冷板，可承受 6 巴及以上的水壓。

(2)   減少資本性支出（CAPEX）投資，因?yàn)椴煌�服�?wù)器板的工具成本為零。

(3)   可自由設(shè)計(jì)和制造大規(guī)模定制的板厚、翅片密度和位置。

△世界上首個(gè)安裝在服務(wù)器 CPU（AMD EPYC 7352 2.30 GHz）上的無(wú)泄漏一體式冷板，增材制造使用了EOS Copper CuCP 材料的 AMCM M 2901kW 系統(tǒng)

Digital Realty 亞太區(qū)董事總經(jīng)理 Mark Smith表示："以新加坡為例，我們正在測(cè)試液體冷卻技術(shù)。我們與新加坡國(guó)立大學(xué)旗下一家名為 CoolestDC 的本地公司進(jìn)行了試點(diǎn)，他們正在使用與機(jī)器學(xué)習(xí)或人工智能相關(guān)的服務(wù)器，以降低其功率密度。使用 CoolestDC 的液體和兩相冷卻解決方案，數(shù)據(jù)中心的總能耗最多可節(jié)省 30%。與此相關(guān)的是二氧化碳排放量和耗水量的顯著減少�！�

測(cè)試結(jié)果：能效大幅提升

CoolestDC的一體式3D打印冷板在屬于 Digital Realty 的一個(gè)全面運(yùn)行的主機(jī)托管設(shè)施中與業(yè)界領(lǐng)先的風(fēng)冷散熱器進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試，結(jié)果令人矚目：

(1)   CPU溫度：芯片與內(nèi)核溫度降低了10℃，顯著提升運(yùn)行穩(wěn)定性；

(2)   GPU溫度：在滿負(fù)荷條件下，液冷GPU溫度僅為40℃，相比風(fēng)冷的90℃下降近50%；

(3)   GPU性能：液冷條件下GPU以高出 40% 的時(shí)鐘頻率滿負(fù)荷運(yùn)行，且無(wú)節(jié)流現(xiàn)象，計(jì)算能力從 5.8 TFlops提升至8.1 TFlops；

(4)   PUE（電源使用效率）：下降至 1.2 左右，相比傳統(tǒng)方案節(jié)能顯著。

△圖中顯示了 AM 液冷 CPU 冷卻板（AM）與風(fēng)冷 CPU 冷卻板（AC）在 CPU 芯片和核心溫度方面的基準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果。AM 冷卻板的效果是將 CPU 芯片和核心溫度分別降低了 9.6 °C 至 14.9 °C，以及8.1 °C 至 12.4 °C。最大的溫度降低發(fā)生在滿載條件下，此時(shí)風(fēng)冷散熱器難以散發(fā)產(chǎn)生的熱量。

△上圖顯示一臺(tái)風(fēng)冷服務(wù)器的 GPU 在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的閾值溫度為 90 °C。這導(dǎo)致了熱節(jié)流，即 GPU 的安全功能降低了其性能（以時(shí)鐘速度 MHz 度量），以避免過(guò)熱和潛在的硬件損壞。另一方面，液冷 GPU 能夠?qū)�溫度保持�?40 °C，從而在 100 % 負(fù)載時(shí)舒適地運(yùn)行其峰值性能。

根據(jù)上述 GPU 性能進(jìn)行測(cè)算：一個(gè)滿載 25 臺(tái) 1U 服務(wù)器（配備 4 個(gè) GPU 的高性能計(jì)算服務(wù)器）的液冷機(jī)架可產(chǎn)生 810 TFlops 的性能。要達(dá)到同樣的性能，需要 30 臺(tái)風(fēng)冷服務(wù)器，而且必須分成兩個(gè)機(jī)架，每個(gè)機(jī)架有 15 臺(tái)服務(wù)器，否則就會(huì)超過(guò)風(fēng)冷機(jī)架 15 千瓦的最大容量。因此，為最終用戶節(jié)省的價(jià)值主張和總成本預(yù)計(jì)如下：

指標(biāo)	提升/降低幅度
IT 性能提升	40%
能耗降低	29–45%
碳足跡減少	30%
節(jié)省機(jī)架空間成本	20%
節(jié)省資本支出（取消冷卻器、加高地板等）	15%
電力-水量減少節(jié)約的成本	9500美元/兆瓦

在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，這種優(yōu)勢(shì)能夠帶來(lái)數(shù)百萬(wàn)美元的成本節(jié)約，尤其在AI、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、在線游戲等高性能計(jì)算場(chǎng)景中價(jià)值巨大。

3D打印賦能換熱器制造的潛力

CoolestDC的案例，充分展示了3D打印技術(shù)在換熱器制造中的巨大潛力。相較于傳統(tǒng)制造方式，增材制造具有以下突出優(yōu)勢(shì)：

(1)   一體化制造：避免了多組件組裝與釬焊環(huán)節(jié)，消除了泄漏隱患，提升了散熱器的可靠性與壽命。

(2)   設(shè)計(jì)自由度高：內(nèi)部復(fù)雜流道、斜鰭片結(jié)構(gòu)均可通過(guò)3D打印一次成型，大幅度提升傳熱效率。

(3)   定制化能力強(qiáng)：根據(jù)不同CPU/GPU型號(hào)和應(yīng)用場(chǎng)景快速迭代，無(wú)需模具，降低開(kāi)發(fā)成本。

(4)   綠色制造：通過(guò)減少零件數(shù)量與工序，降低能源消耗，同時(shí)支持可持續(xù)生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念。

(5)   大規(guī)模應(yīng)用前景廣闊：在未來(lái)的高密度數(shù)據(jù)中心、邊緣計(jì)算設(shè)施、甚至新能源汽車和航空航天電子冷卻中，都有著巨大的應(yīng)用潛力。

△3D打印一體式冷板 CPU 設(shè)計(jì)

結(jié)語(yǔ)：迎接增材制造時(shí)代的熱管理革命

隨著數(shù)據(jù)中心向更高算力、更高能效的方向發(fā)展，液冷技術(shù)勢(shì)必加速普及，而“無(wú)泄漏”則是其大規(guī)模商業(yè)化的前提。CoolestDC與EOS的合作不僅提供了一個(gè)高效、可靠的解決方案，也為全球數(shù)據(jù)中心行業(yè)探索出一條 “綠色增材制造+可持續(xù)計(jì)算” 的道路。

南極熊認(rèn)為，CoolestDC的無(wú)泄漏液冷散熱器只是一個(gè)開(kāi)始。未來(lái)，隨著金屬3D打印工藝的進(jìn)一步成熟與材料體系的不斷拓展，我們有望看到更多基于增材制造的新一代換熱器產(chǎn)品。這些創(chuàng)新產(chǎn)品不僅將在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域落地，也將拓展至電動(dòng)汽車電池冷卻、航空航天電子散熱、高功率激光器冷卻等更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。

從風(fēng)冷到液冷，再到3D打印的“無(wú)泄漏液冷”，這不僅是一項(xiàng)技術(shù)進(jìn)化，更是推動(dòng)全球信息產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的關(guān)鍵一步。CoolestDC的探索，正在為可持續(xù)數(shù)據(jù)中心描繪一幅全新的未來(lái)藍(lán)圖。