定義
浸沒式液冷（Immersion Cooling）將整台伺服器浸入介電液（Dielectric Fluid）中，以液體直接接觸電路板與元件帶走熱量，是散熱密度最高的方案。晶片 TDP 1,000W 級已有驗證數據（Blackwell 8×1,000W 浸沒與直接液冷同等表現），1,500W+ 為散熱產業簡報的規劃區間；目前主要布局 AI 訓練叢集與 Hyperscale 超級計算叢集。已有小規模生產部署：Denvr＋UNICOM 的 H200 浸沒原生伺服器已在 Denvr 生產環境運轉（128 GPU 單元，規模小、總裝機量未揭露），顧問預測大規模部署要到 2029–2030（見〈實際部署案例〉）。
沿革：舊說法「2027 年以後才量產」（散熱產業簡報，2026-06-30）→ OCP 2026 一手：H200 3OU 浸沒伺服器已在生產（報告_OCP2026_Denvr_UNICOM_浸沒原生IT設備部署_20261015，2026-10）；「2027 以後」僅適用於 1,500W+ 與大規模部署的預期時點。
依冷卻液是否發生相變，分為單相浸沒與兩相浸沒兩條路線。
圖解
圖說：單相浸沒靠泵浦強制循環，把吸熱後的介電液送去 CDU 排熱；兩相浸沒利用氟化液沸騰汽化、蒸氣碰冷凝管液化回流的自然循環，散熱密度更高但需密閉壓力槽與蒸氣回收系統。自繪剖面，結構依技術_浸沒式液冷頁。
圖說：Solidigm 的 SSD 專用單相浸沒驗證平台——介電迴路（A 測試槽、B 過濾、C 流通式加熱器、D 板式熱交換器、E 流量計、F 感測歧管）經板式熱交換器與冷卻水迴路（G 液對氣熱交換器、H 膨脹槽、I 泵）換熱（Solidigm 簡報，OCP 2026，2026-10）。
技術原理
單相 vs 兩相核心差異
| 比較項目 | 單相浸沒（Single-Phase） | 兩相浸沒（Two-Phase） |
|---|---|---|
| 相變 | 無，全程液態 | 有，液體→汽化→液化循環 |
| 散熱機制 | 強制對流（泵浦） | 汽化潛熱（自然循環） |
| 可支援 TDP | 1,500–1,800W（規劃區間；1,000W 級 GPU 已驗證） | 1,800–2,000W |
| 量產狀態 | 小規模生產部署中（Denvr H200，2026-10）；大規模預期 2027 年以後 | 2028 年以後（規劃） |
| 終端應用 | AI 訓練叢集、高密度邊緣資料中心 | Hyperscale AI 超級叢集 |
| 冷卻液 | 合成碳氫化合物、礦物油（無 PFAS） | 低沸點氟化液（含 PFAS 風險） |
| 對伺服器改造 | 少（主板無需大幅修改） | 多（需密封槽體、蒸氣回收） |
| 優點 | 系統相對簡單、成本較低、PFAS 合規安全 | 散熱密度極高、可密集堆疊 |
| 缺點 | 液體成本高、維護管理較複雜 | 液體相容性問題、標準化不足、PFAS 監管風險 |
實際部署案例
- Denvr Dataworks＋UNICOM Engineering（單相，生產中）：以 Dell XE9680 為母機重做浸沒原生 H200 SXM 伺服器（6U→3OU，每槽 14 台）；128 GPU 單元占 900 sq ft、零用水、PUE <1.04；1 MW 浸沒模組化資料中心占 600 sq ft，對照氣冷 Co-Lo 的 6,400 sq ft（約 10.7 倍密度）；8 顆 H200 GPU Tj 64.5–75.0°C（上限 85°C）；保固基於 2.5 年可靠度測試。（報告_OCP2026_Denvr_UNICOM_浸沒原生IT設備部署_20261015，2026-10）
- Blackwell 驗證點（非量產）：8 顆 SXM、1,000W 目標、35°C 進液，平均功率 996W、峰值 Tcore 77°C（上限 83°C）；對照 DLC（30°C PG25）平均 995W、Tcore 64°C，PCIe／NVLink 頻寬差距 ≤1.28%／≤0.15%。型號（B200 或 B300）簡報未標；Vera Rubin 以後未提。同來源。
- 限制：總裝機量、客戶、TCO 金額未揭露，規模僅 128 GPU 單元，不宜外推為產業採用率；台灣廠商未出現在浸沒場次，浸沒原生伺服器由美系 UNICOM／Dell 平台主導。PUE <1.04 為浸沒量測口徑，與 技術_液冷 引用 GS 的直接液冷 PUE 1.2–1.4 設施口徑不同，引用時需標來源。
資訊衝突：浸沒在 AI 伺服器的採用現況
- 散熱專家訪查（2026-10-14）：浸沒式在 AI 伺服器少用（活動_散熱產業_珩石筆記_林建宏_20261015）。
- Denvr＋UNICOM（2026-10）：H200 浸沒原生伺服器已在生產環境部署，Blackwell 8×1,000W 驗證與 DLC 同等（報告_OCP2026_Denvr_UNICOM_浸沒原生IT設備部署_20261015）。
- Promersion（顧問，2026-10）：OEM 尚未大量出貨 immersion-native 機型；預測浸沒年增率 2028 約 250%、2029 約 125%，2029–2030 才進大規模部署，浸沒為「經濟拉動」而非物理牆推動（報告_OCP2026_Promersion_Eaton_OCP浸沒式專案_20261015；數字為圖讀、自 2025 年中未更新）。
- 並列判讀：「少用」與「已有小規模生產案例」不互斥；規模以 Denvr 為例僅一個 128 GPU 單元，裝機量未揭露，不下定論。
流體類型與標準化進度（OCP 2026）
- OCP Immersion Requirements Rev 3（2026 修訂中）：流體分四類——烴類（不限合成，含 PAO、GTL／CTL、再生與加氫處理基礎油）、酯類、氟化物（細分 PFC、PFPE、FK、HFE、HFO）、混合；使用溫度上限單相 70°C、兩相沸點 −10°C（草案）；介電需在 20–60GHz 量測；基礎流體規格要等 Rev 3 完成後才開始，現行為 Rev 2.1（2023）。（報告_OCP2026_ChevronPhillips_浸沒液工作組更新_20261015，2026-10）氟化物細分列示，推測為對 PFAS 管制的因應（簡報未明說）。
- UL 2417（2025-01-14 發布）：浸沒液安全認證，必測自燃溫度 ≥300°C、閃點 ≥135°C、介電崩潰 ≥6 kV/mm；不處理材料相容性，長期相容的 UL OOI 仍在開發、無日期；UL 2417B（冷板冷卻液）預告 2026 年底前，UL 4303（冷板軟管）已發布。IEC 62368-1 僅管電氣安全。（報告_OCP2026_UL_浸沒式安全認證_20261015，2026-10）
- Intel 浸沒認證與保固附約：認證通過即提供保固附約（Warranty Rider），失敗則液體不獲認證。實證組合為 5th Gen Xeon Platinum 8592+、BAC 槽、Hypertec 伺服器、Micron RDIMM、ExxonMobil EM DC 3235 單相液；電源供應器線材絕緣為唯一不通過項（已更換材料），24 台 63,548 機時、MTBF 39,471 小時（80% LCL，info only，非認證門檻）。（報告_OCP2026_Intel_ExxonMobil_浸沒式機櫃可靠度_20261015，2026-10）見 INTC.US(intel)。
- OCP 材料相容開源資料庫：570 筆相容觀察、95 個元件檔案、6 類流體（單相與兩相），自願提供，需獨立驗證；元件相容白皮書已發布；熱化學可靠度里程碑——4Q26 銅腐蝕污染物門檻、2Q27 污染致熱阻變化、3Q27 PCB 環境劣化、2Q28 DDR5 系統級 SI 與流體壽命模型。（報告_OCP2026_Intel_FUCHS_熱化學可靠度_20261015，2026-10）
- SwRI DCIF 聯盟（2026 提案）：獨立測試機構、4 年期、起始年預算 $1.0M、年費 $50k–250k，統一相容、SI、老化、熱傳測試方法；為募資簡報，聯盟是否成立、會員名單未知。（報告_OCP2026_SwRI_浸沒液聯盟_20261015，2026-10）
- OCP Immersion-ITE 設計指南 Rev 2.0x：上次更新 2020-12，改版進行中；新增纜線與元件驗證專案、>500W 晶片的 Targeted Flow Heatsink 參考設計（已發布）、>32GHz 訊號完整性與 EMI 量測。（報告_OCP2026_UNICOM_浸沒式IT設備工作組_20261015，2026-10）
- 浸沒版 ORv3 電力基礎規格已發布（電源櫃、PSU、匯流排、連接器、槽體介面）；TCO 工具 v1.31；下一步討論伺服器端 50V 或 800V DC 與點火風險白皮書。（報告_OCP2026_Denvr_Murata_浸沒式整合方案_20261015，2026-10）
浸沒液可靠度量測
- TAN（總酸值）上升不等於電阻下降；ExxonMobil 盲測中使用過的現場流體電阻低於對照 19–85%，多數流體 TAN 遠高於 0.02 mg KOH/g 卻無明顯問題；入液前清洗狀態的影響大於清洗化學本身（ExxonMobil、KYZEN、Samsung、Intel×Fuchs 一致指向污染控制）。OCP 規格現行限值為新烴類 ≤0.01、全壽命 ≤0.02 mg KOH/g，限值可能被放寬，但電阻與 TAN 脫鉤，不能只看 TAN。（報告_OCP2026_ExxonMobil_浸沒液氧化與電子可靠度_20261015，2026-10）
- SSD 單相浸沒熱化學可靠度驗證（Solidigm，2026-10）：不用部署用大槽，改建 SSD 專用小型浸沒平台做加速老化——12×4 共 48 顆 SSD 陣列、介電液最高約 80°C、SSD 通電待機。流程分四段：入液前（BOM 評估、FMEA、基線效能、流體初檢、元件相容測試）→入液（老化期：>60°C 通電閒置；讀值期：30–40°C 定期做功能與效能測試，並持續監測流體）→入液後（效能、熱、流體分析、重量尺寸、SI、機械可靠度，回頭修正 FMEA RPN）→拆解（材料完整性、PCB／走線／通孔剖面、殘留）。設計目標為受控 BOM（易分離 SSD 專屬的材料與流體交互作用）、小流體量但保留足夠樣本密度；簡報 p11 自評六項設計需求全部達成，未給任何失效率、老化時數或流體劣化數字。呼籲加入 OCP 熱化學可靠度工作組，共用資料與驗證準則（與 Samsung 兩相槽 SSD 長期相容測試互補，見 005930.KR(samsung)；報告_OCP2026_Solidigm_單相浸沒SSD驗證_20261015，2026-10，Solidigm 為 000660.KR(sk_hynix) 子公司）。
資訊衝突：酯類 vs 烴類浸沒液
- Evonik／Oleon（酯類供應商）：酯類閃火點約 160°C，吸濕後介電穩定、易生物降解（報告_OCP2026_Evonik_Oleon_酯類浸沒液特性_20261015）。
- ExxonMobil（贊助烴類研究）：酯類 E-1 電阻最低、現場降幅 85%（報告_OCP2026_ExxonMobil_浸沒液氧化與電子可靠度_20261015）。
- 兩方皆有立場，列為待驗證；Rev 3 已把酯類列為獨立一類。
主要方案商
| 廠商 | 技術路線 | 特點 |
|---|---|---|
| GRC（Green Revolution Cooling） | 單相 | 推廣環保碳氫化合物冷卻液，無 PFAS 問題；長期運維穩定性強 |
| Submer | 單相 | 自研 SmartCoolant（合成碳氫化合物），獲 OECD 301F 可生物降解認證，100% 無 PFAS |
| LiquidStack | 雙相起家，已擴展至單相＋冷板 | 原雙相先驅（Allied Control），2023 年推出 DataTank 單相產品線以分散 PFAS 政策風險 |
冷卻液廠商：3M（Novec™ / Fluorinert™ 氟化液，已於 2025 年底停產所有 PFAS 產品）、Shell、Chemours（Opteon 替代氟化液系列，仍面臨監管風險）。
PFAS 監管風險
PFAS（全氟和多氟烷基物質） 因難以自然降解被稱為「永久化學物」，是兩相浸沒式液冷的核心介質，但面臨嚴峻監管壓力：
| 地區 | 監管動態 |
|---|---|
| 歐盟 REACH | 2023 年提案限制超過 1 萬種 PFAS 物質；ECHA 預計 2026 年底完成評估，2027 年正式立法 |
| 美國 EPA | 要求 2027 年 1 月 31 日前申報所有 PFAS 進口與使用紀錄（TSCA 申報規則） |
3M 停產衝擊：3M 於 2025 年底完全停產 Novec™ / Fluorinert™，造成雙相系統冷卻液斷鏈，加速業界轉向單相浸沒或冷板式液冷。
agy 查證來源：White & Case PFAS REACH 更新（whitecase.com）、US EPA TSCA（epa.gov）、Schneider Electric PFAS Blog（se.com）
技術定位
依照散熱產業簡報（2026-06-30）的技術比較：
| 方案 | 可支援 TDP | 採用時間 |
|---|---|---|
| 水對水直接液冷（DtC 主流） | 1,200–1,500W | 2025–2030 |
| 單相浸沒式 | 1,500–1,800W（1,000W 級已驗證） | 小規模已部署（Denvr H200）；大規模 2027 以後 |
| 兩相浸沒式 | 1,800–2,000W | 2028 以後 |
| 微通道冷板（MCCP） | 2,000W+ | 2026 量產 |
技術瓶頸 / 風險
- PFAS 禁令：兩相路線核心依賴的氟化液（3M Novec、Chemours Opteon）面臨歐盟 / 美國監管壓力，長期供應不確定。
- 液體相容性：不同品牌伺服器的 PCB 塗料、連接器、絕緣材料未必與所有介電液相容；無參考流體，每個專案需重驗相容性（Promersion，2026-10）。流體安全已有 UL 2417，單相已有 Intel 認證與保固附約路徑，但長期材料相容仍無標準（OCP 資料庫與 UL OOI 進行中）。
- 維護複雜度：伺服器需整機拉出介電液槽方可維護，下線時間較冷板式長，高可用度場景有顧慮。
- 槽體成本：專用密閉壓力槽初期 CapEx 高，回收期長，中小型資料中心導入門檻較高。
廢熱品質與電力/用水權衡（GS，2026-07-13）
浸沒式液冷因出水溫度可達 ~45-60°C（遠高於傳統氣冷 CRAC/CRAH 的 ~25-35°C），大幅提升廢熱可回收利用價值，是資料中心廢熱回收（district heating、工業製程）的關鍵前提技術；同時因近零 WUE，是唯一能把 PUE 與 WUE 同時壓到最低的白空間路線。NVIDIA 揭露 Rubin 世代基礎設施在合宜氣候下可 100% 液冷、冷卻液溫度上看 ~45°C，實現近零用水且大幅降低對冰水機的依賴。完整框架與 260TWh 廢熱回收潛力估算見 技術_資料中心冷卻電力水權衡。
相關技術
路線比較
山西證券將液冷分為非接觸式（冷板式，單相／兩相）與接觸式（浸沒式單相／兩相、噴淋式）。浸沒式節能潛力與高密部署優勢突出，視為未來核心演進方向，但結構顛覆性大、對器件選型、維護與機房環境要求高，方案尚不成熟：
| 路線 | 投資與運維成本 | PUE 收益 | 相容性／維護 | 應用現況 |
|---|---|---|---|---|
| 冷板式（單相） | 初始中等、運維低 | 中等（未達 100% 液冷） | 相容現有硬體最高、維護較簡單，但接頭與密封件多、漏液維護複雜 | 案例多，中期主導；晶片功耗跨越 2,000 W 時單相冷板逼近物理極限 |
| 單相浸沒 | 初始與運維成本高 | 較高 | 需專用機櫃、伺服器改刀片式，液體清理與拆卸難 | 超算較多 |
| 兩相浸沒 | 初始與運維成本高 | 最高 | 部分部件不相容、排液補液維護會破壞伺服器原有密封 | 資料中心場景無批量使用；曙光數創推 MW 級相變浸沒整機櫃 C8000 V3.0，高度依賴氟化液，環保合規（低 GWP 替代液）與成本構成雙重挑戰 |
| 噴淋式 | 結構改造與液體消耗成本大 | 中等 | 部署同浸沒式、需改造伺服器 | 代表廠商少、成熟度低 |
長期看冷板式聚焦存量改造與通用場景，浸沒式逐步向高算力與新建資料中心擴展。
圖說：兩相浸沒液冷迴路——浸沒腔體上方氣態區設冷凝盤管、下方液態區浸有 IT 設備，二次側經 CDU 與室外冷卻塔迴路換熱（山西證券引中興通訊液冷白皮書，2026-11-05）。
來源
- 報告_山西_AI液冷方案與產業鏈_20261105 — 山西證券，2026-11-05；冷板／浸沒／噴淋路線比較
- 散熱產業簡報（2026-06-30）報告_散熱產業_20260630
- OCP 2026（2026-10）：報告_OCP2026_Denvr_UNICOM_浸沒原生IT設備部署_20261015、報告_OCP2026_Denvr_Murata_浸沒式整合方案_20261015、報告_OCP2026_Promersion_Eaton_OCP浸沒式專案_20261015、報告_OCP2026_ChevronPhillips_浸沒液工作組更新_20261015、報告_OCP2026_UL_浸沒式安全認證_20261015、報告_OCP2026_Intel_ExxonMobil_浸沒式機櫃可靠度_20261015、報告_OCP2026_Intel_FUCHS_熱化學可靠度_20261015、報告_OCP2026_UNICOM_浸沒式IT設備工作組_20261015、報告_OCP2026_SwRI_浸沒液聯盟_20261015、報告_OCP2026_Solidigm_單相浸沒SSD驗證_20261015、報告_OCP2026_ExxonMobil_浸沒液氧化與電子可靠度_20261015、報告_OCP2026_Evonik_Oleon_酯類浸沒液特性_20261015
- agy 網路補充：GRC（grcooling.com）、Submer（submer.com）、LiquidStack（liquidstack.com）、White & Case / EPA PFAS 監管動態
- 報告_GS_資料中心冷卻電力_20260713 — Goldman Sachs，2026-07-13；廢熱品質、NVIDIA Rubin 乾式冷卻器揭露、PUE/WUE 權衡