【導讀】液冷技術，憑借其遠超空氣的優(yōu)異熱傳導能力，已從可選方案轉變?yōu)橥黄粕崞款i、確保系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行的關鍵技術，并正迎來前所未有的發(fā)展機遇。然而，將液體引入精密的電子設備附近，也對系統(tǒng)的可靠性提出了嚴苛挑戰(zhàn)，其中，負責輸送冷卻液的連接器便成為了決定整個液冷系統(tǒng)成敗的“咽喉要道”。本文將深入剖析專為高性能計算、電動汽車充電樁等嚴苛應用而設計的液冷連接器，探討其核心技術要求、行業(yè)標準演進，以及如何通過創(chuàng)新設計來應對無泄漏、高載流等關鍵難題，為構建面向未來的綠色、高效算力基礎設施奠定堅實基礎。
通過詳細分析技術數(shù)據(jù)，可以深入了解那些專為高性能計算系統(tǒng)、電動汽車充電樁等要求比較嚴苛的應用輸送冷卻液而設計的連接器。
在工業(yè)、航空航天和汽車行業(yè)，利用液體進行熱交換早已司空見慣。運動部件會迅速升溫，而液體能夠有效地將熱量傳遞到溫度較低的區(qū)域。如今，隨著服務器的功耗從數(shù)十千瓦攀升至數(shù)百千瓦，將同樣的液冷方式應用到服務器/高性能計算等新技術領域已是勢在必行。據(jù)市場研究機構TrendForce（集邦咨詢）預計，液冷技術在AI數(shù)據(jù)中心的滲透率將從2024年的14%大幅提升至2026年的40%，并在未來數(shù)年持續(xù)增長。
固態(tài)電路中其實也存在“運動部件”；電子和空穴在晶體管內部及其之間傳導電流。這種電流傳導使得電子與空穴在晶體管連接區(qū)域復合時局部釋放熱量。液體比氣體具備更優(yōu)異的熱傳導能力，但兩者都不能直接接觸晶體管的結點，因此熱量首先需要通過集成電路的封裝傳導出去。
得益于物理定律和出色的設計，熱量通常會向溫度較低的區(qū)域擴散，而這些區(qū)域通常位于器件的表面。熱量一旦傳導至表面，便可以轉移到空氣或液體等其他介質中。能否以足夠快的速度散熱從而確保晶體管的結點在其工作溫度范圍內運行，這一點至關重要。液體是比氣體更高效的熱傳導介質，但是利用液體給電子設備散熱也會帶來一些復雜的難題和挑戰(zhàn)。
根據(jù)具體應用情況來看，所使用的液體有可能不是絕緣介質（不導電），因此連接器需要滿足一些基本要求。其中之一是確保無泄漏，其二是在給定尺寸下具備較高的載流量，這兩點要求都會影響連接器的設計。
安富利作為全球領先的技術分銷商和解決方案提供商，擁有非常全面的代理產品線和海量的零部件庫存，以及出色的供應鏈服務和強大的設計能力，能夠為遍布世界各地的客戶和工程師提供領先的連接器方案和專業(yè)支持。
在安富利代理的IP&E（互連、無源與機電器件）全系列產品線中，連接器的品類尤為豐富，可為客戶提供多樣化的選型支持，進一步優(yōu)化其設計。以安費諾的UQB和UQDB系列液冷連接器為例，這兩款連接器的技術指標超越了開放計算項目（OCP）制定的標準和設計規(guī)范。UQB系列采用快速連接技術，而UQDB系列則具備盲插功能，便于安裝。這兩款不同系列的連接器均采用高性能的航空級密封材料，并配備雙向截止閥和干式斷開自密封功能，可有效防止泄漏和滴液。為了延長器件的使用壽命，UQB和UQDB系列液冷連接器采用了不銹鋼材質來防止腐蝕。
液冷行業(yè)的標準和規(guī)范
UQB/UQDB系列連接器符合OCP通用快速斷開標準，該標準適用于利用液體冷卻電子設備的不可燃單相系統(tǒng)。 “單相” 指所使用的流體始終處于液態(tài)。而在兩相系統(tǒng)中，流體會經歷汽化和冷凝過程。這個過程能夠帶走更多的熱量，散熱效率更高，但系統(tǒng)復雜性也大幅增加。
單相系統(tǒng)包括：
芯片直冷：在這種配置中，需要將冷板直接粘合在集成電路的封裝上，類似于傳統(tǒng)的散熱裝置。冷卻液在冷板內部流動，以帶走芯片產生的熱量。
后門熱交換器：通常是一種混合方案，服務器的實體后門被替換為一個有冷卻液在其中循環(huán)流動的門。溫度高的液體隨后會流經熱交換器（通常位于建筑物外部）。
浸沒式液冷：在這種配置中，電路板會被浸沒在一種導熱但絕緣的液體中。
在上述各種方案中，所使用的液體多為去離子水、丙二醇或合成油。這些液體安全無毒，具有優(yōu)異的熱傳導性，且沸點高。而在兩相系統(tǒng)中，冷卻液通常含有氟碳化合物，沸點較低。
冷卻液分配單元
液冷技術的部署方式多種多樣。行間冷卻是為整排服務器機架配備一個冷卻液分配單元，并放置在機架旁邊；機架內冷卻則是將冷卻液分配單元集成到機架內部，讓冷卻液更接近最熱的組件。
冷卻液分配單元（CDU）是任何液冷系統(tǒng)的核心設備。此外，構成任何CDU的主要組件都包括：用于輸送液體的泵、管道和歧管，一個熱交換器，一個過濾系統(tǒng)，一個控制單元以及用于維持冷卻液流量和壓力、監(jiān)測溫度和檢測泄漏的傳感器。
熱交換器是關鍵組件，其設計取決于系統(tǒng)采用的是液-液形式還是液-氣形式進行熱交換。在液-液系統(tǒng)中，溫度高的冷卻液所流經的組件會與其他裝有冷水的組件相接觸，而這些冷水通常來自設施自身的供水系統(tǒng)。熱量通過組件表面從溫度高的冷卻液傳導到溫度較低的水中。隨后，這部分變溫熱的水會被泵出CDU。
熱交換效率取決于熱傳遞系數(shù)。該系數(shù)的計算主要基于所使用材料的熱流密度（單位為瓦特每平方米），以及進行熱交換的液體和材料之間的溫差。
液冷技術已經應用于高性能計算、數(shù)據(jù)中心和電動汽車充電設備。隨著越來越多的新型連接器解決方案推向上市，預計該領域將迎來更多的創(chuàng)新。
安富利中國供應商及產品管理總監(jiān)Gary Tang強調：“液冷方案是決定系統(tǒng)穩(wěn)定性、能效與可持續(xù)性的關鍵，為數(shù)據(jù)中心的綠色高效發(fā)展及算力產業(yè)的高質量發(fā)展奠定了堅實基礎。AI的加速滲透，正促使液冷技術從早期試點邁向規(guī)模化導入的新階段。無論客戶選擇何種液冷技術路線，安富利作為技術賦能型合作伙伴，都能為其提供從供應鏈服務到設計研發(fā)，從產品增值服務到全套解決方案的多維生態(tài)賦能，以全棧式支持能力為其保駕護航?！?/p>
“我們代理了業(yè)內頂尖品牌的領先IP&E產品，廣泛的產品組合覆蓋近100條IP&E產品線，涵蓋天線、電池、連接器、無源器件、電源等各類相關產品，能夠為客戶提供真正意義上的一站式采購平臺，全面滿足客戶的液冷系統(tǒng)創(chuàng)新設計需求。憑借全面的代理產品線、扎實的技術服務能力、專業(yè)的技術服務團隊以及長期且前瞻的投入，安富利將助力客戶戰(zhàn)略卡位液冷賽道，為未來數(shù)字經濟的可持續(xù)發(fā)展夯實底層的基礎設施技術支撐?！?安富利中國供應商及產品管理總監(jiān)Gary Tang補充道。
液冷連接器已遠非一個簡單的流體通路部件，而是集成了材料科學、精密機械與流體動力學等多學科智慧的復雜系統(tǒng)。隨著UQD等通用標準的建立與推廣，行業(yè)正從各自為戰(zhàn)的“拼湊時代”邁向標準化、模塊化的新階段，有效解決了不同廠商產品間的兼容難題。從無滴漏的密封技術到智能化的盲插設計，液冷連接器的每一次創(chuàng)新，都在為數(shù)據(jù)中心、電動汽車等領域的綠色高效發(fā)展注入強勁動力。
