过去十年，液冷技术在数据中心、HBM、消费电子和电动汽车等领域得到了广泛应用，尤其是 在数据中心领域，随着服务器和存储设备的功率密度不断提高，液冷逐渐替代了风冷。
1）数据中心
受芯片功率密度增长的驱动，数据中心单机柜功率密度持续攀升。当前新建数据中心普遍采 用单机柜功率密度超过 8kW 的配置，为提升竞争力，业界正通过升级改造不断提高单机柜功 率密度。目前，通算的最大单机柜功率密度已突破 30kW，而智算的功率密度增长更为迅猛， 已达到 100kW/柜的水平。传统风冷系统散热上限一般 20kW/柜，难以满足散热需求的持续增 加，而液冷技术能够有效满足单点、整机柜、机房的高散热需求。
数据中心的液冷系统包括室外侧的室外冷源、一次侧冷却液，室外侧的冷量分配单元（CDU）、 二次侧冷却液以及液冷机柜。基本原理是二次侧冷却液在机柜内吸收设备热量，并通过 CDU 内的换热器将热量传递给一次侧冷却液，一次侧冷却液通过室外冷源最终将热量释放到大气 环境中，完成散热。
在数据中心领域，各条液冷技术路线针对不同应用场景各具优势，目前应用情况各有不同： 单相冷板式液冷对通信设备和机房基础设施改动较小，是目前技术成熟度最高的方案，在液 冷数据中心的应用占比达 90%以上，是现阶段及未来一段时间业内主流的液冷技术方案；单 相浸没式液冷具有突出的节能优势，近年来该技术逐步趋于成熟，小规模商用不断推进；两 相冷板式、两相浸没式、喷淋式的技术研究和产业生态目前尚需完善。
2）HBM
随着 HBM 性能的不断提升，散热问题逐渐成为制约其技术发展的关键瓶颈，制冷方案正从传 统的风冷逐步升级为液冷方案。据韩国科学技术院（KAIST）于 2025 年 6 月发布的 HBM 技术 路线图论文，HBM4 采用直冷式液冷（D2C）技术，直接对芯片进行液体冷却；HBM5、HBM6 则 采用浸没式冷却以实现更加均匀和高效的散热；而 HBM7 和 HBM8 采用嵌入式冷却技术，通过 F-TSV 和微通道结构实现芯片级的精准冷却。
HBM4 采用的 D2C，即芯片冷板液冷，将冷板直接安装在发热组件（如 CPU，GPU）上，通过单 相或两相冷板来吸收并带走芯片的热量。专用冷却液在冷板内高速循环，精准吸收热量，随 后流入冷却剂分配单元 CDU 进行散热，再循环利用。通过直接将热量从处理器传递给冷却液， D2C 具有冷却效率高、节能降耗等优点。
主动液冷技术在电子终端领域已规模化应用，PC 主机是当前落地最成熟的场景之一。由于液 冷方案包含水泵、冷排等核心部件，需要足够空间部署，而 PC 主机机箱空间充足，是目前主 动液冷的主要应用场景。除台式 PC 主机外，许多高端笔电产品也支持分体式液冷方案，即通 过外接液冷机的方式实现高效散热。
微泵液冷为液冷的水泵微型化分支，是满足较小空间散热的液冷方案。过去，液冷技术受限 于体积限制，主要应用在数据中心、PC 等可容纳较大设备的场景，在空间有限时使用受到限 制，但微泵液冷通过将动力组件体积微缩化，可以满足狭小空间内的应用。
根据集成方式不同，微泵液冷技术的应用可以分为外设式和内置式两种：
1）外设式： 无需对元件本身进行改动，将微泵液冷直接在设备外，为设备提供额外降温支持。如华为 2023 年推出的 Mate 60 Pro 微泵液冷壳，通过搭载的高精微泵驱动冷却液循环，将机身热量均匀 分散，最终实现高效散热降温。该方案可以看作是微泵液冷在消费电子产品的上的初步应用， 受限于仅为外部接触，散热效率有限。
2）内置式： 将微泵直接嵌入设备内部核心发热区，与整机散热系统深度融合，相比于外设式方案，散热 更直接高效，但需与设备原生设计协同。2025 年 6 月 17 日，艾为电子推出基于压电陶瓷逆 效应成功开发新一代微泵液冷主动散热驱动方案，通过高压 180Vpp 和中低频振动（10-5000HZ） 驱动微通道内冷却介质实现超低功耗、超小体积、超高背压流量以及超静音散热。该产品是 国产芯片在该领域的首个自主突破，填补了国内空白，已在多家客户完成验证测试，计划于 2025 年第四季度实现批量量产。
南芯科技在 2025 年 6 月 17 日也推出了自主研发的 190Vpp 压电微泵液冷驱动芯片 SC3601， 可在移动智能终端实现低功耗液冷散热。SC3601 可实现 10 倍的节电效率提升，驱动波形的 总谐波失真加噪声(THD+N)低至 0.3%，待机功耗低至微安级。据南芯科技披露，SC3601 已在 多家客户导入验证并即将量产。
在 AI 技术不断迭代的驱动下，芯片及电子终端产品的性能瓶颈愈发突出，微泵液冷技术相 较于被动式散热在热换系数、耐弯折，技术扩展性等方面效果更好，相比于风冷方案降低 90% 的功耗，具有突出的技术优势。因此，我们预计微泵液冷在未来会持续受益于芯片功耗跃升、 终端设备形态革命（折叠屏、智能眼镜穿戴设备）和国产替代加速三个主要因素，在搭载了 高性能芯片的手机、PC、智能眼镜等消费电子、工业互联设备领域均有广阔应用前景。
热电制冷器件（TEC）的理论基础为珀耳帖效应，即电流通过两种不同导体的接点时引发的吸 热或放热现象。其技术核心在于利用 p 型和 n 型半导体材料的电偶效应，通过精细调控电流 引导下载流子在冷端与热端之间进行高效热量转移，从而实现精确的温度控制。因此，TEC 需 依靠外部电能输入来驱动热电效应实现热量转移。常见的热电制冷系统以半导体热电制冷器 件为核心，结合冷热端换热器和电源控制系统等配件组成完整制冷装置。
??2??3基热电材料是研究最早的热电材料之一，目前仍然是近室温区最好的商用化热电材料， 也是目前应用最广泛的热电材料，已在固态制冷、控温等领域有较多产业化应用。以过去 2010-2024 年??2??3基薄膜 TEC 的冷却温差和制冷性能系数为例，可以看到在其冷却温差持 续稳定在 10K 左右时，TEC 表现出较高的温差和较优的能效，说明其在小型化、低功耗化和 高效性提升方面均有不俗的潜力。
TEC 能够实现局部温度的精准调节，特别适用于高功率密度设备的局部热点管理，在主动热 管理中具有其独特的优势。目前，TEC 广泛应用于通信领域中的 5G 网络光模块、汽车领域中 的激光雷达、医疗领域的 PCR 测试仪等高热流密度电子器件的精确温度控制以及各种小功率制冷或加热的场合。尽管当前阶段 TEC 技术面临高成本、材料可持续性及效率提升等挑战， 但在未来，热电制冷技术在高性能热管理及其他先进应用领域均有广阔的潜力。
