CoolestDC推出3D打印無泄漏液冷散熱器，開啟綠色數(shù)據(jù)中心新時代

導讀：在數(shù)據(jù)中心與高性能計算不斷升級的背景下，對更有效的熱管理方案的需求也變得日益嚴苛。

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

無泄漏液冷散熱器

CoolestDC是一家總部位于新加坡的深度技術初創(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，并能利用Oblique Fin 高效液體冷卻技術提供設計服務。CoolestDC 目前與 EOS 新加坡 Additive Minds 團隊合作，提供創(chuàng)新的增材制造冷卻解決方案，幫助推動數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展。

數(shù)據(jù)中心風冷應用遇到瓶頸，液冷成為突破口

在全球數(shù)字化浪潮的推動下，數(shù)據(jù)中心行業(yè)進入了前所未有的高速發(fā)展階段。云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能以及4G/5G邊緣計算的普及，使得數(shù)據(jù)中心的建設需求持續(xù)攀升。據(jù)IDC預測，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2447.4億美元增長至4321.4億美元，復合年增長率達到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題日益凸顯，數(shù)據(jù)中心的“綠色轉型”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)關注的焦點。

長期以來，風冷方案在數(shù)據(jù)中心中占據(jù)主導地位。然而風冷系統(tǒng)能效有限，特別是在高功率密度服務器中，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)略的推進以及碳稅政策的實施，數(shù)據(jù)中心運營商和超大規(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入主流視野。相比風冷，液冷能更快將熱量從芯片核心導出，顯著提升散熱效率與整機能效。然而，液冷技術的推廣卻面臨一個核心難題：泄漏風險。一旦冷卻液泄漏，將導致服務器硬件的嚴重損壞，運維成本和風險驟增。因此，開發(fā)“無泄漏”的液冷散熱解決方案成為產(chǎn)業(yè)轉型的關鍵。

△液冷散熱器與傳統(tǒng)風冷散熱器相比的優(yōu)勢

CoolestDC的突破：3D打印一體式無泄漏液冷散熱器

來自新加坡的深科技企業(yè) CoolestDC 聯(lián)合EOS Additive Minds團隊，借助金屬增材制造（AdditiveManufacturing, AM）技術，率先推出了無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的 EOS 一體式 AM 冷板

與傳統(tǒng)采用釬焊、機械加工或組裝的冷卻板不同，CoolestDC的散熱器完全通過3D打印實現(xiàn)，內部沒有任何墊片、接頭或焊縫，從根本上杜絕了泄漏風險。

此外，EOS工藝支持打印 0.2毫米以上的薄壁內部結構，并結合CoolestDC的專利斜鰭片設計（Oblique Fin），實現(xiàn)了高密度、高精度的內部流道布局。這種高度自由的設計能力，使得散熱器能根據(jù)不同客戶需求進行 大規(guī)模定制，而且無需模具成本�？偨Y來看，3D打印液冷散熱器具備以下幾個顯著優(yōu)點：

(1)   無泄漏一體式冷板，可承受 6 巴及以上的水壓。

(2)   減少資本性支出（CAPEX）投資，因為不同服務器板的工具成本為零。

(3)   可自由設計和制造大規(guī)模定制的板厚、翅片密度和位置。

△世界上首個安裝在服務器 CPU（AMD EPYC 7352 2.30 GHz）上的無泄漏一體式冷板，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，我們正在測試液體冷卻技術。我們與新加坡國立大學旗下一家名為 CoolestDC 的本地公司進行了試點，他們正在使用與機器學習或人工智能相關的服務器，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%。與此相關的是二氧化碳排放量和耗水量的顯著減少。”

測試結果：能效大幅提升

CoolestDC的一體式3D打印冷板在屬于 Digital Realty 的一個全面運行的主機托管設施中與業(yè)界領先的風冷散熱器進行了對比測試，結果令人矚目：

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

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

(3)   GPU性能：液冷條件下GPU以高出 40% 的時鐘頻率滿負荷運行，且無節(jié)流現(xiàn)象，計算能力從 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）與風冷 CPU 冷卻板（AC）在 CPU 芯片和核心溫度方面的基準測試結果。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，此時風冷散熱器難以散發(fā)產(chǎn)生的熱量。

△上圖顯示一臺風冷服務器的 GPU 在滿負荷運行時的閾值溫度為 90 °C。這導致了熱節(jié)流，即 GPU 的安全功能降低了其性能（以時鐘速度 MHz 度量），以避免過熱和潛在的硬件損壞。另一方面，液冷 GPU 能夠將溫度保持在 40 °C，從而在 100 % 負載時舒適地運行其峰值性能。

根據(jù)上述 GPU 性能進行測算：一個滿載 25 臺 1U 服務器（配備 4 個 GPU 的高性能計算服務器）的液冷機架可產(chǎn)生 810 TFlops 的性能。要達到同樣的性能，需要 30 臺風冷服務器，而且必須分成兩個機架，每個機架有 15 臺服務器，否則就會超過風冷機架 15 千瓦的最大容量。因此，為最終用戶節(jié)省的價值主張和總成本預計如下：

指標	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

在實際運營中，這種優(yōu)勢能夠帶來數(shù)百萬美元的成本節(jié)約，尤其在AI、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、在線游戲等高性能計算場景中價值巨大。

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：

(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)   設計自由度高：內部復雜流道、斜鰭片結構均可通過3D打印一次成型，大幅度提升傳熱效率。

(3)   定制化能力強：根據(jù)不同CPU/GPU型號和應用場景快速迭代，無需模具，降低開發(fā)成本。

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

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

△3D打印一體式冷板 CPU 設計

結語：迎接增材制造時代的熱管理革命

隨著數(shù)據(jù)中心向更高算力、更高能效的方向發(fā)展，液冷技術勢必加速普及，而“無泄漏”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)計算” 的道路。

南極熊認為，CoolestDC的無泄漏液冷散熱器只是一個開始。未來，隨著金屬3D打印工藝的進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)中心領域落地，也將拓展至電動汽車電池冷卻、航空航天電子散熱、高功率激光器冷卻等更廣泛的應用場景。

從風冷到液冷，再到3D打印的“無泄漏液冷”，這不僅是一項技術進化，更是推動全球信息產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的關鍵一步。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藍圖。