CDU冷卻液分配單元

定義

冷卻液分配單元（CDU，Coolant Distribution Unit）負責伺服器端冷卻液（二次迴路）與建築設施側冷水（一次迴路）之間的液對液熱交換，整合泵浦、板式熱交換器（PHE）、感測器、過濾器與控制模組，是整個直接液冷（Direct-to-Chip）系統的樞紐元件。CDU 的能力直接影響機架功率密度上限、流量調控與系統可靠度，同時也是電源廠與機房基礎設施廠切入液冷的重要策略入口。

圖解

圖說：完整液冷資料中心迴路示意，含 Water Cooling Tower、Chiller、Heat Exchanger、Pump 及多台伺服器冷熱管路流向，清楚展示一次迴路（設施水）與二次迴路（伺服器端冷卻液）的分離架構。

技術原理

CDU 典型熱路徑（如上圖）：Cold Plate → QD 快接頭 → 機櫃 Rack Manifold 分歧管 → CDU 泵浦加壓 → 板式熱交換器 PHE（二次迴路與一次迴路換熱）→ 廠區冷水／冷卻塔（Chiller）散熱後回到 PHE。

主要型態

演進路線

當前趨勢為 L2A Sidecar → L2L in-row CDU，服務機架數從「1 對 2（sidecar 對 2 機架）」擴展至「1 對 8（in-row CDU 對 8 機架）」，整體冷卻能力從數十 kW 升至 MW 級。

關鍵數據

• CDU＋冷板（CP）佔 GB200 NVL72 散熱零組件總價值約 70%
• Sidecar CDU 單價約 $50,000/機架（散熱產業簡報 2026-06-30）
• 電源櫃（Sidecar HVDC）單價達 $400,000–500,000/機架，CDU 通常與其共用冷卻系統
• 台達電 GB200 Sidecar CDU 市佔約 50%（電源產業簡報 2026-07-03）

標準化進度與規格口徑（OCP 2026）

• OCP CDU 工作組（共同主持：Dell、Google）：已發布《Coolant Distribution Units: Specifications and Qualifications》、Google 的 Project Deschutes 與 Project Brazos；詳細 CDU 白皮書（元件、控制、電氣、沖洗範圍）撰寫中，貢獻預計 2026-11 取得；CDU 沖洗與試車指引、泵送兩相冷板 CDU 是下一階段、尚未出。簡報本身無容量、流量、壓降等規格數字。（報告_OCP2026_NVIDIA_Google_CDU子專案_20261015，2026-10；檔名誤植 NVIDIA，實際講者為 Dell 與 Google）
• ASHRAE 127 Addendum b：2026-02-27 核准，首度將液對液 CDU 納入測試方法（基準 FWS 26°C、TCS 供／回 30／39.6°C、部分負載 75／50／25%）。
• 同為 2.3 MW 的設計差距（Gamma Technologies／Alfa Laval，模擬非實機）：以 Google Deschutes 5 為參考（2.0–2.3 MW、approach 3 K、TCS／FWS 各 500 GPM、3 組 brazed 板式 HX 兩 pass 並聯、泵 N+1），十種 HX 配置的 CAPEX 差約 3.4 倍（57–192%）、年耗電差約 17%（約 1.965–2.295 GWh，達拉斯 8760 小時）、一次側流量 660–940 GPM；最便宜者不是最省電者。Brazed 小、輕、自清潔，Gasketed 效率較高、OPEX 低、可加板維修。主張規格不應只標容量，要公布操作點並做全年評估。（報告_OCP2026_GammaTech_2.3MW_CDU設計比較_20261015，2026-10）
• 口徑不可互比：台達電×NVIDIA 的 800V In-Row CDU 為 2.5 MW、3,850 LPM（約 1,017 GPM），與 Gamma 的 2.3 MW／TCS 500 GPM 是不同設計點（溫差、一次側／二次側）；庫內 2308_台達電（市） 頁寫 3 MW／6.8 MW，口徑待查。（報告_OCP2026_台達電_NVIDIA_800VDC電源與散熱_20261015，2026-10，廠商規格、無出貨數量）
• 雙鴻 Smart CDU（展示，無數據）：預測式流量調整（預判大型 LLM 負載）、泵浦功率精準控制、開放 telemetry 與設施 BMS／DCIM 整合；免工具模組化、泵浦／控制單元／濾網熱插拔、N+1 泵浦、乾式 QD 斷開自動關閉防漏；簡報全為定性。（報告_OCP2026_雙鴻_NVIDIA_先進液冷_20261015，2026-10）見 3324_雙鴻（櫃）。

與電源整合趨勢

進入 HVDC 800V 架構後，電源機架（Power Rack）與 IT 機架緊鄰，兩者共用同一套 CDU 與冷卻管路。功率半導體在高溫下電阻上升（Si MOSFET 175°C 時電阻達 25°C 的 2.0–2.2 倍），散熱不良直接導致轉換效率惡化形成惡性循環。因此高整合度的「電源＋液冷 Total Solution」廠商（如台達電、Vertiv）在 Hyperscaler 採購中具優勢，責任歸屬清晰。

全球市場規模與容量升級

• 價值占比：CDU 約占液冷系統成本 30–40%，核心部件液冷泵又占 CDU 價值約 35%；液冷產業鏈上游零部件價值量占比逾 70%。
• 市場規模（QYResearch 引）：全球 CDU 2026 年約 US$13.05 億、2032 年 US$39.31 億（CAGR 20.2%）；機架式（rack）CDU 2026 年 US$7.53 億→2032 年 US$21.44 億（CAGR 19.0%），2025 年全球約 4.8 萬台、均價約 US$1.2 萬/台、毛利率約 30–50%。中國 CDU 市場 2024 年 55 億人民幣（YoY +66.67%），2025 上半年 39 億人民幣（觀研天下引）；2024 年中國機架式占約 65%、機櫃式（列間／集中式）占約 25%、浸沒式等占約 10%。
• 機架式 vs 機櫃式：機架式冷量 100 kW 以內、置於機櫃內、適配 10–40 kW/rack、冗餘難；機櫃式冷量 200 kW–1 MW 以上、可 N+X 冗余、單位成本較低、適合大型 AI 資料中心。
• 高端市場由海外主導：Vertiv、Schneider、nVent、Eaton 等為第一梯隊，全球前三大合計近 60%；市場排名依 QYResearch 圖，Vertiv 居首，台達電與 DCX 在前十末段。
• 容量升級至 2 MW 以上：NVIDIA 首批 DSX Ready CDU 供應商為 LG（LDU250，2.6 MW）、LiquidStack（GigaModular D1PM20，2.5 MW）、Vertiv（XDU2300，2.3 MW，容量以 4°C ATD 計），Rubin 世代 CDU 由 1 MW 提升至 2 MW；Google 第五代 Project Deschutes 已有 2 MW 級開放規格，下一代據零氪 1+1 調研朝 5 MW 級推進。
• 廠商新品與供貨時程（截至 2026-10-20，零氪 1+1 整理；不同 ATD 工況下容量不宜直接比較，出貨時程≠量產）：

競爭格局

agy 補充（網路查證）

• CDU 容量演進：從早期 Sidecar 50 kW 等級 → in-row 數百 kW → Hall-level MW 級（如 Motivair 2.5 MW）；隨機架 TDP 邁向 1 MW，CDU 成為資料中心電力基礎設施的一部分，不再只是附屬零件。
• N+1 冗餘設計：高可靠度部署（如 Hyperscaler Tier IV）要求 CDU 具備 N+1 泵浦冗餘，即至少一台備用泵，確保主泵故障時系統持續運行。
• HVDC＋液冷整合挑戰：800V DC 無自然過零點，冷卻液漏液遇 DC 電弧風險難抑制；OCP Liquid Cooling Guideline 要求漏液偵測（Leak Detection）必須整合進控制系統，<100 ms 內觸發保護。

技術瓶頸 / 風險

• 擴建節奏：in-row CDU 鋪設需機房管路改造，導入周期長，制約 VR200 全液冷機架的落地速度。
• 整合競爭：灰區重電廠（Schneider、Eaton）積極收購液冷公司；白區電源廠（台達、光寶）也向上整合，競爭白熱化。
• 標準化未完整：in-row CDU 介面（液接頭規格、控制協議）尚無完全統一標準，各 Hyperscaler 存在差異；OCP CDU 工作組規格與資格文件已發布，但沖洗試車指引與兩相 CDU 尚未出（2026-10）。兩相 CDU 因蒸氣體積大、需大儲液槽與低 NPSHr 泵，CDU 會比單相更大（緯穎，見 技術_液冷）。

相關技術

• 技術_液冷
• 技術_QD快接頭
• 技術_Manifold分歧管
• 供應鏈_AI伺服器液冷

關鍵廠商

相關頁面

• 8163_達方（市）
• 5235_金運科技（興）
• 分析_OCP2026_AI液冷與浸沒式散熱
• 6922_宸曜（櫃）
• 供應鏈_資料中心冷卻電力