De vloeistofkoelingoorlog in datacenters: watergekoelde schroefkoelmachines vervangen luchtkoeling

Er is besloten tot een oorlog zonder buskruit.
In mei 2026 liet H3C een bom vallen op de NAVIGATE Summit: het hoge dichtheid, het volledig vloeistofgekoelde S90000-systeem met hoge dichtheid, met 576 cores en de PUE van het datacenter daalde onder de 1,05.
Rond dezelfde tijd onthulde NVIDIA zijn troefkaart, de Vera Rubin NVL72, de eerste architectuur die 100% vloeistofgekoeld was op de GTC-conferentie. Van de 700W van de H100 tot de 2000W van de Rubin tot de 500W van de Vermeer, het energieverbruik van de MCU schoot omhoog.
Nog maar een paar jaar geleden waren de belangrijkste koeloplossingen voor datacenters luchtgekoelde precisie-airconditioners en watergekoelde schroefkoelmachines. Zij vormden de ruggengraat van de sector, waarbij de PUE over het algemeen tussen 1,4 en 1,65 lag, terwijl de COP vrijwel constant bleef tussen 3,5 en 4,5.
Maar nu werden ze van het podium getrapt.
Geen geleidelijke achteruitgang, maar structurele uitfasering.
Watergekoelde schroefkoelmachines: ooit de ‘koning van de energie-efficiëntie’, nu een ‘beleidsvalstrik’. Om te begrijpen hoe drastisch de verandering is, moeten we eerst kijken naar hoe krachtig de ‘koning’ die vervangen werd, was.
Watergekoelde schroefkoelmachines, die in de kern dubbele schroefcompressoren hebben, hebben koelcapaciteiten variërend van 700 tot 1000 kW, met typische COP-waarden variërend van 5,8 tot 6,2, en sommige high-end modellen benaderen zelfs 6,5. Ze maken gebruik van shell-and-tube-condensors, ondergelopen verdampers en elektronische expansiekleppen, en zijn uitgerust met een intelligent microcomputerbesturingssysteem dat traploze energieregulering ondersteunt om nauwkeurig te voldoen aan de vraag in het belastingsbereik van 10% tot 100%.
Het systeem wordt al tientallen jaren gebruikt in sectoren als de chemie, elektronica, farmacie en nieuwe energie, en is ongetwijfeld de ‘koning van de industriële koeling’. Een watergekoelde schroefchiller van 500 ton, die 8.000 uur per jaar draait, is in een traditioneel datacenter onverwoestbaar.
Maar hier is het probleem: het plafond is de vloer van AI-chips.
Wanneer de vermogensdichtheid van een rack springt van de traditionele 5-10 kW naar 60 kW of zelfs 130 kW, en de TDP van de chip springt van 700 W naar 2000 W, is het koelvermogen van een watergekoelde schroefkoelmachine vergelijkbaar met het gebruik van een emmer om een ​​brandkraan te besturen. Het is nog niet geprobeerd, maar het is praktisch onmogelijk.
Het gaat meer om beleid. De Nationale Ontwikkelings- en Hervormingscommissie heeft een harde doelstelling voor de PUE van 2025 voorgesteld, namelijk de bouw en renovatie van een aantal nieuwe en grote datacentra in 2025, waarvan niet meer dan 1,2 nationale hubprojecten zullen zijn. De nieuwe slimme rekencentra in Shanghai hebben meer dan 50% van de vloeistofkoeling nodig, terwijl de datacentra van datacentra 50% nodig hebben.
Traditionele watergekoelde schroefkoelmachines ondersteunen luchtkoelsystemen. Het is geen kwestie van ‘enigszins inferieur’ zijn, het is een kwestie van ‘totaal ongekwalificeerd’ zijn.
Er is niets mis met verkeerde watergekoelde schroefkoelmachines. Ze gaan gewoon met de stroom mee.
Wat zijn de voordelen van vloeistofkoeling? Drie woorden: snel, koud, zuinig. Vloeistofkoeling is geen nieuwe technologie. IBM begon in de jaren zestig te werken aan vloeistofgekoelde computers en kwam in 1966 met het concept van vloeibare diëlektrische koeling. Maar pas met de explosie van de rekenkracht van kunstmatige intelligentie werd vloeistofkoeling echt mainstream.
De reden is simpel: de fysieke grenzen van luchtgekoelde schroefkoelmachines en lucht- en watergekoelde schroefkoelmachines zijn doorbroken door kunstmatige intelligentiechips.
Laten we wat warmtedissipatieberekeningen maken. Hoeveel kouder is lucht dan vloeistof? Het antwoord: vloeistoffen zijn 1000 tot 3000 keer heter dan lucht. Dit is geen ‘iets beter’ onderscheid, maar in één opzicht een verwoestende overwinning.
Wanneer de H200-chip van NVIDIA bij hoge belasting meer dan 30% van de warmte genereert, en wanneer het stroomverbruik van microcomputers toeneemt van 700 W naar 200 W, wordt de warmtedissipatielimiet van het traditionele luchtkoelsysteem gemakkelijk overschreden als een muur van papier. Luchtkoeling brengt het risico van lokale hotspots met zich mee; temperatuurschommelingen kunnen leiden tot verstoringen van trainingsmissies, het terugdraaien van checkpoints en een verhoogde latentie van netwerksynchronisatie. Voor krachtige clusters kan elke ongeplande downtime miljoenen dollars kosten.
Hoe lost vloeistofkoeling dit probleem op? Elke methode heeft zijn eigen voordelen.
De eerste methode: vloeistofkoeling met koude platen - de reguliere oplossing en de snelste manier om te industrialiseren.
Met behulp van "ijschips" op de chip stromen vloeistoffen door microkanalen en nemen ze direct warmte mee. De oplossing vereist minimale aanpassingen aan de bestaande serverarchitectuur en is eenvoudig te implementeren, waardoor het de beste keuze is voor de implementatie van AI-infrastructuur van 2025 tot 2026. Zowel de S90000 van H3C als de C7000-F faseveranderingsvloeistofkoelingsoplossingen van Sugon volgen deze aanpak.
Koude paneelvloeistof kan een PUE bereiken van minder dan 1,2, sommige optimalisatieschema's kunnen zelfs 1,1 bereiken. Vergeleken met conventionele luchtkoeling verbetert vloeistofkoeling de efficiëntie van de warmteafvoer met ongeveer 50% en bespaart meer dan 30% aan verspilde energie. Een groot tot middelgroot slim rekencentrum met een capaciteit van 10 miljoen kilowatt kan ongeveer $30 miljoen per jaar aan elektriciteitskosten besparen.
De tweede methode: vloeistofkoeling door middel van onderdompeling - de ultieme oplossing om de efficiëntie van de warmteafvoer te maximaliseren.
Hierbij wordt de server volledig ondergedompeld in isolerend koelmiddel, waarbij de chip in direct contact komt met de vloeistof. Warmte verdwijnt direct door de verdamping van een vloeistof of door de toename van de soortelijke warmte. De oplossing is duizenden keren efficiënter dan luchtkoeling, met een PUE-stabiliteit tussen 1,05 en 1,1, een geluidsniveau van minder dan 50 decibel en een vermogensdichtheid per eenheid van meer dan 100 kilowatt.
Het dompelkoelsysteem van Alibaba, ingezet in het datacenter van Zhang Bei, deed na twee jaar gebruik wonderen: het cumulatieve uitvalpercentage van componenten van de vloeistofgekoelde server is 52,9% lager dan dat van de luchtgekoelde server. Dit bespaart niet alleen elektriciteit, maar verlaagt ook de onderhoudskosten.
Dompelvloeistofkoeling heeft echter ook hoge toegangsbarrières: hoge koelmiddelkosten, complexe bediening en onderhoud, en een gebrek aan industriële normen. Daarom is op de korte termijn het koelen van de koude plaat een prioriteit, terwijl dompelkoeling een aanvulling is.
Er mag niet aan marktgegevens worden gesnuffeld: de oorlog van 20 miljard naar 76,5 miljard dollar. Cijfers zijn het meest eerlijke oordeel.
De mondiale investeringen in vloeistofgekoelde datacenters groeiden tussen 2017 en 2025 gestaag tot 26,32 miljard dollar. De Chinese markt was actiever en groeide van 16,91 miljard yuan in 2017 naar 76,55 miljard yuan in 2025, bij een samengesteld jaarlijks groeipercentage van 21%%.
Tegen 2026 zal dat cijfer steeds sneller gaan. Tegen 2026 verwacht China Galaxy Securities dat de markt voor vloeistofkoeling voor AI-compatibele slimme rekencentra ongeveer 20 miljard yuan zal bedragen, de vloeistofkoeling voor servers en cloud-oplossingen ongeveer 8 tot 10 miljard yuan, de traditionele industrieën ongeveer 2 miljard yuan en de Chinese servermarkt voor vloeistofkoeling ruim 30 miljard yuan.
Hoe zit het met de traditionele markt voor precisie-airconditioning? In 2024 bedroeg de omvang van de Chinese markt voor precisie-airconditioning voor datacenters meer dan 5 miljard yuan, een groei van 29% op jaarbasis. Lijkt het alsof het groeit? Maar dat komt omdat de bestaande markten het nog steeds aan het verwerken zijn. Op de lange termijn zal de vloeistofkoelingtechnologie het marktaandeel van precisie-airconditioners de komende vijf tot tien jaar geleidelijk verkleinen, een onomkeerbare trend.
In termen van concurrentielandschap heeft Sugon Digital Technology een marktaandeel van 55,7% tot 61,3% op de markt voor vloeistofkoelinginfrastructuur, waarmee hij de markt al 3 tot 4 jaar op rij leidt. Met behulp van kunstmatige intelligentie-efficiënte algoritmen hebben de precisie-airconditioners uit de iPower-serie van Invik de PUE verlaagd van 1,8 naar 1,3 in praktijktests, waardoor er jaarlijks meer dan $300.000 aan elektriciteitskosten wordt bespaard. Huawei's Thermal Management Controller (TMU maakt gebruik van AC/DC dual-power-structuur om koeling zonder onderbrekingen te bereiken. Schneider Electric's SmartCool terminal airconditioning energiebesparende oplossing Realiseert 31 31% tijd- en energiebesparing.
In plaats van op hun handen te blijven zitten, maakten deze traditionele deelnemers een wanhopige overstap naar vloeistofkoeling. Het tempo van de transformatie heeft echter geen gelijke tred gehouden met het feit dat de markt wordt overspoeld door vloeistofkoeling.
Waar ligt het ‘laatste slagveld’ voor watergekoelde schroefkoelmachines? Dat watergekoelde schroefkoelmachines worden vervangen, betekent niet dat ze morgen zullen verdwijnen.
In stellingen met een lage tot gemiddelde dichtheid – traditionele datacenters, fabrieken en commerciële gebouwen met stellingen uit één stuk van minder dan 10 kW – watergekoelde schroefkoelmachines – blijven watergekoelde schroefkoelmachines de meest kosteneffectieve optie. Ze zijn technisch volwassen, gemakkelijk te onderhouden, hebben lage initiële kosten en hun COP van 5,8 tot 6,2 is ideaal voor deze scenario’s.
Begin 2025 bedraagt ​​het totale aantal datacenterracks in het land ruim 8 miljoen, gedomineerd door racks met een gemiddelde en lage dichtheid. Deze "oude racks" zullen niet van de ene op de andere dag worden vervangen door vloeistofkoeling; in dit geval hebben watergekoelde schroefkoelmachines een respijtperiode van vijf tot tien jaar.
Deze respijtperiode garandeert echter geen veiligheid.
Shanghai, Shenzhen, Guizhou en andere plaatsen vereisen expliciet dat het aandeel vloeistofkoelingsplanken in nieuwe datacenters meer dan 50 procent bedraagt, waarbij de PUE wordt opgewaardeerd naar minder dan 1,4. Dit betekent dat zelfs als u vandaag nog watergekoelde schroefkoelmachines gebruikt, u morgen voor uw nieuwe project vloeistofkoeling moet gebruiken.
De diepere logica is dat vloeistofkoeling niet alleen de koeler verdringt, maar de gehele koelstructuur.
De traditionele structuur is "Koudwatermachine → Koelwater → Precisie-airconditioning → koude lucht → chip" met lange keten, hoog verlies en een hoge PUE. De vloeistofkoelingstructuur is "koude plaat/onderdompeling → vloeistof → chip" met korte keten, laag verlies en een lage PUE. In de nieuwe structuur worden koelers ‘ontkoeld’, waarbij gebruik wordt gemaakt van koelwater op hoge temperatuur en vloeistofkoelpanelen om de warmte direct af te voeren, waarbij traditionele koelers volledig worden omzeild.
"Vloeistofkoeling zal de volgende trend zijn in de AI-rekenkracht", zei Nvidia-CEO Jensen Huang botweg. "In de toekomst zal 45 graden Celsius warm water voldoende zijn om chips boven de 80 graden Celsius te koelen zonder dat er koelers nodig zijn."
Dit is geen suggestie, maar een conclusie.
Kortom: niet ‘beter’, maar ‘noodzakelijk’. De datacentermarkt in 2026 ondergaat een meedogenloos eliminatieproces.
De prestaties van de watergekoelde schroefkoelmachine zijn niet verloren gegaan en de COP van 6,2 is het plafond van het luchtgekoelde tijdperk geworden. Vanwege de wetten van de natuurkunde zijn AI-chips niet haalbaar: de warmteafvoercapaciteit van lucht en koud water is simpelweg niet voldoende om AI-chips te maken.
Vloeistofkoeling is geen ‘betere keuze’, maar de ‘enige keuze’. Als de MCU meer dan 20 miljoen kilowatt per jaar verbruikt, als het beleid vereist dat de PUE lager is dan 1,25, als het 10MW Smart Computing Center meer dan 30 miljoen kilowatt per jaar verbruikt, heb je geen keus.
Van watergekoelde schroefkoelers tot watergekoelde schroefkoelers en vloeistofkoelers, de koeltechnologie voor datacenters wordt al meer dan 60 jaar ontwikkeld. Elke iteratie werd aangedreven door de eisen van de rekenkracht.
Maar deze keer is het niet de eis die het tot het uiterste drijft, het zijn de wetten van de natuurkunde zelf.
Het tijdperk van watergekoelde schroefkoelmachines is nog niet voorbij, maar de gouden eeuw is aangebroken. Het volgende decennium behoort tot vloeistofkoeling. Dit komt niet omdat vloeistofkoeling ingewikkeld is, maar omdat luchtgekoelde schroefkoelmachines en lucht- en watergekoelde schroefkoelmachines werkelijk hun grenzen hebben bereikt.