液冷技术日益成熟，助力数据中心低碳发展

        伴随数字技术的创新演进，互联网、大数据、人工智能、元宇宙等信息技术和实体经济深度融合，为全球经济复苏提供重要支撑。数字经济的蓬勃发展，推动数据中心和服务器市场持续增长，数据显示，截至2022年6月，我国在用数据中心机架总规模达590万标准机架，在用数据中心服务器规模近2000万台。作为“能耗大户”，数据中心的耗电量不断刷新纪录，2021年，数据中心的总用电量已占全社会用电量的2.6%。 党中央、国务院高度重视数据中心产业的绿色低碳发展，国家“十四五”规划纲要从现代化、数字化、绿色化方面对新型基础设施建设提出了方针指引，党中央、国务院关于碳达峰、碳中和的“3060”战略决策又对信息通信业数字化和绿色化协同发展提出了更高要求；国务院、国家发改委、工信部也先后针对数据中心绿色发展提出了相关指导意见和行动规划，指引并推动各行各业的绿色节能发展。因此对数据中心行业来说，绿色低碳、降本增效不仅是大环境的要求，单从企业经营来说，也是一个持续的刚需。

数据中心绿色节能评价指标

        评估数据中心是否绿色节能的一个重要指标就是PUE（Power Usage Effectiveness）。PUE是评价数据中心能源利用效率的指标，是数据中心消耗的所有能源与IT设备消耗的能源的比值。其中数据中心总能耗包括IT设备能耗和制冷、配电等系统的能耗，其值大于1，越接近1表明非IT设备耗能越少，即能源利用效率越高。数据中心行业能耗构成主要包括IT设备能耗、制冷系统能耗、供配电系统能耗、照明及其他能耗；当前一个典型2000机架风冷数据中心（冷水机组+UPS）的PUE值大概是1.5，IT设备（主要是服务器）能耗占比约为65%，其次是制冷系统能耗，占比约为24%（见图1）。因此高效IT设备、高效制冷系统等基础设施是数据中心减小散热消耗、提升用能效率的关键之一。

液冷技术日益成熟

        近年来，一方面由于服务器CPU算力不断增长导致单位面积散热密度越来越高，最新的intel/AMD处理器热耗高达350/400W，已经接近风冷散热方案的上限，采用风液混合散热的冷板液冷方案或全液冷的浸没式液冷方案，不仅可以有效解决散热难题还能降低服务器能耗。

        另一方面，行业内也对数据中心制冷技术进行了持续创新和探索，以降低制冷系统能耗，比如：间蒸/直蒸技术通过缩短制冷链路、减少过程能量损耗，可实现数据中心PUE降至1.25~1.4；而液冷技术则利用液体的高导热、高传热特性，同时充分利用自然冷源，实现了PUE小于1.25的极佳节能效果。其中，冷板式液冷是通过液冷板将发热器件的热量间接传递给循环管路中的冷却液并将热量带走的一种散热形式，PUE可降至1.1~1.25；浸没式液冷是直接以冷却液作为传热介质，发热器件完全浸没在冷却液中并通过直接接触热交换的制冷形式，可达到PUE小于1.1的最佳节能效果。

        冷板式液冷和浸没式液冷是目前共存的两条主流技术路线，考虑到技术成熟度、可靠性、技术通用性、结构颠覆性等多个方面，当前液冷数据中心仍以冷板式液冷占据主流地位。浸没式液冷方案虽然更节能，但由于产品架构颠覆性大、维护性差、技术成熟度低、机房适应性要求高、成本高等原因，主要用于超算或互联网头部企业，大规模应用还需要产业界共同努力。

        液冷技术并非全新的技术，汽车发动机散热目前就采用了液冷技术，另外电力、航空航天领域等特定冷却场景也常常用到这种技术。液冷技术在数据中心的应用发展是随着CPU散热密度不断提升以及节能减排的需求逐步变成了一种刚需。

        我国数据中心液冷技术研究已超过10年，众多厂商已先后发布了多款液冷服务器产品，并拥有了规模部署案例；同时产业界也推出了相关的标准规范，2022年中国信通院牵头编制的5项液冷行业标准正式实施，为2023年数据中心液冷产业的进一步发展提供指导。

中兴通讯系列化液冷服务器和ICT液冷一体化解决方案

        中兴通讯于2023年年初发布了5款全新G5系列服务器产品，搭载第四代intel至强可扩展处理器，其中4款服务器支持冷板液冷散热方式，另外中兴通讯已有3款产品（intel Whitley平台和海光3号平台）也提供冷板液冷散热方案，配合数据中心全液冷方案可实现更大幅度的能耗降低。中兴通讯在南京滨江部署了液冷示范局，示范局基于冷板式液冷技术，创新地采用了全液冷设计，通过配置液冷背门，解决了服务器非冷板散热部分的热负荷，液冷背门替代机房传统空调后可进一步降低PUE。示范局年均PUE可达1.14，随着机房规模和负载率的提升PUE可降至1.1。

        此外，中兴通讯推出ICT液冷一体化解决方案，实现DC液冷数据中心机房、IT液冷服务器设备、CT液冷路由交换设备一体化集成开发、交付。

        中兴通讯液冷一体化方案架构如图2所示。IT设备对成本敏感，生命周期和可靠性要求相对较低，因此IT设备二次侧循环介质多采用去离子水或醇基溶液，称为有水液冷系统；CT设备对产品可靠性要求极高、生命周期长，因此针对CT设备二次侧循环介质采用相容性更优良且不导电的氟碳类冷却液，称为无水液冷系统。

        液冷一体化解决方案实现了液冷系统能耗最优、成本最优，并大幅缩短开发和交付周期，具备更节能、更可靠、更省钱、交付快等多项技术优势。

        在“数字经济”和“双碳”大背景下，不断提升的芯片热流密度和更严苛的设备能耗设计要求成为服务器散热方式和数据中心制冷技术不断演进的两大驱动力。液冷技术具有低能耗、高散热、低噪声、低TCO等优势，是解决服务器散热压力和数据中心绿色低碳挑战的必由之路。

        作为全球领先的综合性通信制造业上市公司和全球通信解决方案提供商之一，中兴通讯一直致力于将液冷技术应用到服务器和数据中心领域，随着对技术不断的积累和创新，已完成单板级、插箱级、机柜级、机房级四个不同维度的液冷技术攻关，并推出系列化液冷服务器和ICT液冷一体化解决方案，已具备规模化商用部署的条件，助力客户建设低碳绿色数据中心。