Khi việc đào tạo mô hình quy mô lớn và các cụm máy tính AI được triển khai rộng rãi, mức tiêu thụ điện năng của chip máy chủ đang vượt quá dự kiến trước đây. Mức tiêu thụ điện năng trên mỗi GPU đã dễ dàng vượt qua mức kilowatt, trong khi mức tiêu thụ điện năng trên mỗi thùng máy chủ trên các nền tảng điện toán thế hệ tiếp theo đã đạt 225 kW. Phương pháp làm mát bằng không khí truyền thống—chỉ dựa vào quạt và hệ thống điều hòa không khí để tản nhiệt—chỉ có công suất làm mát tối đa là 30 kW, ngày càng không đủ để xử lý lượng nhiệt đáng kể được tạo ra bởi các khối lượng công việc tính toán mật độ cao.
Một cuộc cách mạng trong lĩnh vực làm mát cho máy tính đang âm thầm diễn ra tại các trung tâm dữ liệu toàn cầu: làm mát bằng chất lỏng không còn chỉ là một tính năng tùy chọn trong một số ít trung tâm siêu máy tính nữa – nó đã trở thành giải pháp tiêu chuẩn cho các máy chủ AI cao cấp.
01 Sức mạnh tính toán tiếp tục tăng mạnh – hệ thống làm mát bằng chất lỏng trở thành tâm điểm trong toàn ngành.
Trong một thời gian dài, việc làm mát trung tâm dữ liệu dựa vào hệ thống điều hòa không khí và quạt – một phương pháp đơn giản, hiệu quả với chi phí hợp lý. Tuy nhiên, với sự phổ biến rộng rãi của các trung tâm điện toán thông minh quy mô lớn và các cụm máy chủ điện toán siêu lớn, mức tiêu thụ điện năng của chip đã tăng vọt, khiến những hạn chế về hiệu năng của các giải pháp làm mát bằng không khí ngày càng trở nên rõ rệt. Khi mức tiêu thụ điện năng trên mỗi máy chủ vượt quá 100 kW, áp lực liên quan đến hệ thống làm mát bằng chất lỏng dạng tấm tăng mạnh; khi mức tiêu thụ điện năng trên mỗi máy chủ đạt hoặc vượt quá 200 kW, ưu điểm của các giải pháp làm mát bằng chất lỏng ngâm càng trở nên rõ rệt hơn.
Dữ liệu ngành cung cấp một cái nhìn trực quan về động lực thị trường: Dự kiến quy mô thị trường trung tâm dữ liệu làm mát bằng chất lỏng trong nước sẽ đạt 15,98 tỷ nhân dân tệ vào năm 2025, tăng trưởng 45,2% so với năm trước; các tổ chức dự báo rằng quy mô thị trường làm mát bằng chất lỏng cho điện toán thông minh toàn cầu có thể vượt quá 100 tỷ nhân dân tệ vào năm 2026. TrendForce dự đoán rằng tỷ lệ ứng dụng hệ thống làm mát bằng chất lỏng trong lĩnh vực chip AI sẽ tăng từ 33% vào năm 2025 lên 53% vào năm 2026 và đạt gần 60% vào năm 2027.
Động thái mới nhất của NVIDIA báo hiệu một sự chuyển đổi toàn diện sang các giải pháp làm mát bằng chất lỏng. Nền tảng điện toán Vera Rubin thế hệ mới đã được đưa vào sản xuất hàng loạt và dự kiến sẽ được xuất xưởng quy mô lớn vào mùa thu năm 2026. Nền tảng này loại bỏ tất cả các quạt làm mát truyền thống, áp dụng hệ thống làm mát bằng chất lỏng dạng tấm lạnh toàn diện bao phủ tất cả các thành phần—bao gồm chip, mô-đun quang học, bộ chuyển mạch và bộ nguồn—trong khuôn khổ làm mát bằng chất lỏng của nó. Bằng cách sử dụng hệ thống tuần hoàn nước ở nhiệt độ trung bình hoạt động ở 45°C, chỉ số PUE tổng thể của trung tâm dữ liệu có thể giảm xuống mức thấp nhất là 1,08, giúp giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng của cơ sở hạ tầng điện toán.
Sự gia tăng nhu cầu làm mát bằng chất lỏng này không chỉ do thị trường Trung Quốc thúc đẩy. Các cụm máy chủ đào tạo khổng lồ được triển khai bởi các nhà cung cấp dịch vụ đám mây hàng đầu toàn cầu—Meta, Microsoft và Google—tạo thành động lực cốt lõi thúc đẩy nhu cầu làm mát bằng chất lỏng toàn cầu, chiếm khoảng 60% sự tăng trưởng.Mặt khác, thị trường nội địa được thúc đẩy bởi các sáng kiến mua sắm tập trung do các nhà khai thác viễn thông, các công ty internet lớn và các trung tâm điện toán thông minh khu vực thực hiện, chiếm 30-40% tăng trưởng thị trường còn lại.
Nói một cách đơn giản: khi mức tiêu thụ điện năng của chip AI tiếp tục tăng, mật độ sức mạnh tính toán trong các trung tâm dữ liệu ngày càng cao, và các trung tâm điện toán AI toàn cầu mới liên tục được ra mắt, thì lý do cơ bản thúc đẩy sự tăng trưởng của ngành làm mát bằng chất lỏng sẽ vẫn không thay đổi.
02 Chuỗi công nghiệp trong hai trạng thái đối lập: Năng lực lắp ráp thiết bị hoàn chỉnh đủ, nhưng nhu cầu về các linh kiện chính xác cốt lõi vượt quá nguồn cung.
Trong bối cảnh thị trường bùng nổ, nhiều nhà sản xuất trong nước chuyên về giải pháp làm mát bằng chất lỏng đang nhận được lượng đơn đặt hàng khổng lồ. Dây chuyền sản xuất máy chủ AI tại Tế Nam đang đẩy nhanh tiến độ lắp ráp các mẫu máy chủ làm mát bằng chất lỏng; dây chuyền sản xuất thiết bị lõi tại Laixi, Thanh Đảo, đã có đơn đặt hàng đến hết năm; và đối với các nhà cung cấp linh kiện làm mát bằng chất lỏng tại Phật Sơn, đơn đặt hàng, giá trị sản lượng và khối lượng giao hàng đã tăng gần gấp đôi. Nhiều công ty niêm yết đã tiết lộ rằng năng lực sản xuất tấm tản nhiệt chất lỏng của họ đang hoạt động gần như hết công suất.
Tuy nhiên, đằng sau sự thịnh vượng rõ rệt này là sự khác biệt lớn về động lực cung cầu trong toàn bộ chuỗi công nghiệp; không phải tất cả các phân khúc đều đang gặp phải tình trạng thiếu hụt năng lực sản xuất.
Xét theo phân khúc ngành công nghiệp, phân khúc lắp ráp máy chủ có rào cản gia nhập tương đối thấp và tốc độ mở rộng năng lực nhanh nhất; do đó, tình trạng khan hiếm nguồn cung dự kiến sẽ giảm đáng kể vào năm tới. Khoảng cách cung cầu thực sự nằm ở khâu đầu nguồn của các linh kiện cốt lõi chính xác—nơi độ tin cậy của sản phẩm và độ chính xác gia công quyết định trực tiếp tỷ lệ sản lượng—khiến việc mở rộng năng lực sản xuất trở nên đặc biệt khó khăn và quy trình chứng nhận kéo dài, từ đó làm nổi bật sự mất cân bằng cung cầu rõ rệt.
Hệ thống làm mát bằng chất lỏng sử dụng tấm tản nhiệt hiện là phương pháp chủ đạo thúc đẩy sự tăng trưởng đáng kể của thị trường. Toàn bộ hệ thống bao gồm nhiều thành phần chính: một cụm tấm tản nhiệt giúp truyền nhiệt ra khỏi các chip; các ống phân nhánh phân phối chất làm mát; các khớp nối nhanh UQD đảm bảo độ kín khít trong quá trình kết nối và ngắt kết nối ống; và bộ phân phối làm mát CDU, đóng vai trò là trung tâm của toàn bộ hệ thống tuần hoàn, điều chỉnh lưu lượng chất làm mát và trao đổi nhiệt.
Tình hình cung cầu hiện tại của các linh kiện khác nhau:
Nguồn cung tấm tản nhiệt tiêu chuẩn tương đối dồi dào; tuy nhiên, các tấm tản nhiệt vi kênh tùy chỉnh được thiết kế cho các chip công suất cao ở mức kilowatt lại gặp phải những hạn chế nghiêm ngặt về nguồn cung.
Năng lực sản xuất các thiết bị phân phối làm mát CDU tiêu chuẩn đang dần tăng lên, trong khi đó các mẫu có độ dự phòng cao được thiết kế cho các cụm máy tính thông minh quy mô cực lớn vẫn đang khan hiếm;
Phân khúc đầu nối nhanh UQD là lĩnh vực có khoảng cách cung ứng lớn nhất; nó đòi hỏi các yêu cầu chống rò rỉ cực kỳ nghiêm ngặt, hiện có rất ít nhà cung cấp đủ điều kiện trên toàn thế giới, tỷ lệ sản phẩm sản xuất trong nước không đủ, và dự kiến tình trạng thiếu hụt năng lực sản xuất sẽ được khắc phục trong vòng 1-2 năm tới.
Các ống phân nhánh và van bơm làm mát bằng chất lỏng cao cấp đòi hỏi độ chính xác gia công cao; tuy nhiên, các linh kiện này được cung cấp với số lượng hạn chế, và khoảng trống nguồn cung vẫn còn tồn tại.
Việc định nghĩa lại giá trị cốt lõi thể hiện một sự thay đổi đáng kể khác trong ngành công nghiệp làm mát bằng chất lỏng. Nền tảng Rubin của NVIDIA mở rộng các giải pháp làm mát bằng chất lỏng cho nhiều loại linh kiện hơn, làm tăng đáng kể giá trị của các mô-đun làm mát bằng chất lỏng đơn rack. Các tính toán cho thấy giá trị của một mô-đun làm mát bằng chất lỏng đơn rack đã tăng từ khoảng 41.500 đô la Mỹ trên nền tảng GB200 lên 55.700 đô la Mỹ trên nền tảng Rubin. Đáng chú ý, giá thành của các tấm tản nhiệt vi kênh cao hơn gấp 3-5 lần so với các tấm tản nhiệt truyền thống, nâng tầm chúng từ các linh kiện phần cứng thông thường trở thành một trong những bộ phận có giá trị nhất trong các thùng máy chủ. Các ứng dụng mới nổi, chẳng hạn như làm mát bằng chất lỏng cho các mô-đun quang học, cũng đang mở ra những cơ hội tăng trưởng mới trên toàn chuỗi ngành.
Do đó, động lực cạnh tranh của ngành đã thay đổi: trong khi thị trường ban đầu được định hình bởi cạnh tranh về giá, Cuộc cạnh tranh trong tương lai sẽ tập trung vào độ tin cậy về công nghệ, khả năng sản xuất hàng loạt quy mô lớn, chứng nhận khách hàng dài hạn và khả năng cung cấp toàn cầu.
03 Chuỗi cung ứng nội địa của Trung Quốc đang tăng tốc đột phá - được hỗ trợ bởi ba thế mạnh chính - nhưng những điểm yếu của nó vẫn nổi bật không kém.
Một hệ thống làm mát bằng chất lỏng hoàn chỉnh bao gồm một hệ thống chính và một hệ thống phụ; hệ thống phụ, nằm gần máy chủ, chiếm 70%–75% tổng giá trị hệ thống, có rào cản công nghệ cao hơn và là chiến trường chính cho việc thay thế sản phẩm trong nước; CDU, tấm tản nhiệt và các đầu nối nhanh UQD là các thành phần cốt lõi để đạt được những đột phá trong lĩnh vực này.
Các nhà sản xuất trong nước đã đạt được những bước đột phá theo từng giai đoạn ở nhiều khâu khác nhau trong chuỗi cung ứng:
Trong thị trường đầu nối nhanh, Liminda – một công ty con của Lingyi Intelligent Manufacturing – đã bắt đầu cung cấp hàng loạt đầu nối làm mát bằng chất lỏng cho các khách hàng hàng đầu thế giới về điện toán đám mây; các sản phẩm UQD của Yonggui Electric đã hoàn tất thử nghiệm khách hàng và bước vào giai đoạn vận chuyển hàng loạt nhỏ; Chuanhuan Technology đã khẳng định vị thế của mình trong chuỗi cung ứng của các nhà sản xuất thiết bị đầu cuối lớn, bao gồm Inspur, ByteDance và Alibaba.
Ở cấp độ tích hợp hệ thống, Invic đã phát triển một giải pháp làm mát bằng chất lỏng toàn diện bao gồm các tấm tản nhiệt, khớp nối, CDU và chất làm mát; nhiều thành phần cốt lõi đã được Intel xác nhận.
Trong lĩnh vực bơm làm mát bằng chất lỏng, các loại bơm làm mát bằng chất lỏng công suất cao của Công ty TNHH Feilong đang dần bước vào giai đoạn sản xuất hàng loạt và giao hàng;
Về thiết bị nguồn lạnh, doanh thu mảng kinh doanh máy làm lạnh của Binglun Environment tiếp tục tăng trưởng nhanh chóng;
Các thiết bị thượng nguồn – bao gồm máy hàn tấm làm mát bằng chất lỏng và dây chuyền sản xuất tự động của Haimuxing – đã được cung cấp theo lô nhỏ cho các doanh nghiệp điện toán đám mây hàng đầu.
Ngành công nghiệp chất làm mát đang bước vào một thời điểm hiếm có. Việc tập đoàn khổng lồ toàn cầu 3M rút khỏi mảng kinh doanh chất lỏng flo hóa gần đây đã dẫn đến việc mất đi 70% nguồn cung chất lỏng flo hóa cao cấp trên toàn cầu; để đáp ứng, các công ty trong nước như Juhua Co., Ltd. và Xinzhoubang đang đẩy nhanh việc mở rộng sang các phân khúc sản phẩm liên quan. Tuy nhiên, việc phát triển dự án hóa chất liên quan đến chu kỳ xây dựng kéo dài, và thường mất 2-3 năm để đạt được công suất sản xuất tối đa.
Điểm yếu lớn nhất hiện nay trong chuỗi cung ứng nội địa của Trung Quốc nằm ở các tấm tản nhiệt vi kênh (MLCP). Việc sản xuất các tấm này đòi hỏi các quy trình khắc quang học, ăn mòn và liên kết khuếch tán chân không đạt tiêu chuẩn bán dẫn – những lĩnh vực mà các kỹ thuật chế tạo kim loại truyền thống đã đạt đến giới hạn của chúng. Hiện tại, các nhà cung cấp được NVIDIA chứng nhận chủ yếu là các công ty Đài Loan; tuy nhiên, các công ty trong nước như Lens Technology và AVIC Optoelectronics vẫn đang trong giai đoạn nộp mẫu và thử nghiệm. Tỷ lệ sản lượng hàng loạt và rủi ro rò rỉ của họ vẫn cần được xác nhận thêm; do đó, khoảng cách trong quy trình sản xuất và các rào cản đối với chứng nhận của khách hàng khó có thể được khắc phục trong ngắn hạn.
Tuy nhiên, chuỗi công nghiệp nội địa của Trung Quốc sở hữu ba lợi thế nổi bật: Thứ nhất, hệ sinh thái công nghiệp hóa chất toàn diện của Trung Quốc định vị nước này là một trong số ít khu vực trên thế giới có khả năng nhanh chóng mở rộng năng lực sản xuất các loại chất lỏng flo hóa cao cấp; Thứ hai, năng lực đáng kể trong sản xuất chính xác – như gia công CNC và hàn chân không – cho phép nước này đáp ứng việc chuyển dịch các đơn đặt hàng toàn cầu; Thứ ba, thị trường mua sắm tập trung rộng lớn dành cho các trung tâm điện toán thông minh trong nước cho phép các nhà sản xuất tận dụng thị trường nội địa này để kiểm định sản phẩm và tăng năng suất trước khi mở rộng hoạt động ra nước ngoài.
Cần lưu ý rằng quy trình chứng nhận cho các sản phẩm phần cứng khá dài: đối với bơm làm mát bằng chất lỏng, toàn bộ quá trình—từ nghiên cứu và phát triển, sản xuất mẫu thử đến hoàn thành tất cả các bài kiểm tra độ tin cậy và nhận được chứng nhận của khách hàng—thường mất từ 1 đến 2 năm. Việc giải quyết tình trạng thiếu hụt năng lực sản xuất đối với các phụ kiện kết nối nhanh cũng sẽ mất từ 1 đến 2 năm. Trong khi đó, việc mở rộng năng lực sản xuất chất làm mát chứa flo sẽ cần 2-3 năm. Việc thay thế sản phẩm trong nước không phải là thành tựu đạt được trong một sớm một chiều mà là một quá trình thâm nhập thị trường dần dần và lâu dài.
04 Cuộc thi làm mát máy tính đã chính thức bắt đầu!
Các mô hình ngôn ngữ lớn trong AI đang liên tục phát triển, và xu hướng tăng mật độ sức mạnh tính toán sẽ không dừng lại; với tư cách là một thành phần hỗ trợ nền tảng của cơ sở hạ tầng tính toán, hệ thống làm mát bằng chất lỏng hiện có tiềm năng tăng trưởng dài hạn đáng kể.
Ngành công nghiệp hiện đang ở một bước ngoặt quan trọng, được đánh dấu bằng nhu cầu tăng vọt và sự tái cấu trúc chuỗi cung ứng. Trong khi năng lực lắp ráp cuối cùng ở khâu hạ nguồn đã mở rộng nhanh chóng, tình trạng tắc nghẽn nguồn cung vẫn tồn tại ở các phân khúc thượng nguồn—bao gồm các linh kiện chính xác, vật liệu cao cấp và thép tấm cán nguội chuyên dụng. Các tập đoàn quốc tế khổng lồ thống trị thị trường cao cấp, trong khi các nhà sản xuất trong nước đồng thời phải giành được các đơn đặt hàng, vượt qua các thách thức kỹ thuật và hoàn thành các quy trình chứng nhận khách hàng kéo dài.
Trong những năm tới, trọng tâm chính của ngành làm mát bằng chất lỏng sẽ không chỉ là tốc độ tăng trưởng thị trường, mà là liệu các nhà sản xuất trong nước có thể vượt qua những rào cản kỹ thuật quan trọng – như đầu nối UQD, tấm làm mát vi kênh và chất lỏng làm mát chứa flo – và đạt được sự kiểm soát hoàn toàn trong nước đối với cả các linh kiện riêng lẻ và hệ thống làm mát bằng chất lỏng hoàn chỉnh hay không. Đằng sau cuộc cạnh tranh về sức mạnh tính toán này là một cuộc chiến then chốt trong quản lý nhiệt, cần được quan tâm liên tục.
IPv6 network supported.