【导读】液冷技术，凭借其远超空气的优异热传导能力，已从可选方案转变为突破散热瓶颈、确保系统稳定高效运行的关键技术，并正迎来前所未有的发展机遇。然而，将液体引入精密的电子设备附近，也对系统的可靠性提出了严苛挑战，其中，负责输送冷却液的连接器便成为了决定整个液冷系统成败的“咽喉要道”。本文将深入剖析专为高性能计算、电动汽车充电桩等严苛应用而设计的液冷连接器，探讨其核心技术要求、行业标准演进，以及如何通过创新设计来应对无泄漏、高载流等关键难题，为构建面向未来的绿色、高效算力基础设施奠定坚实基础。
通过详细分析技术数据，可以深入了解那些专为高性能计算系统、电动汽车充电桩等要求比较严苛的应用输送冷却液而设计的连接器。
在工业、航空航天和汽车行业，利用液体进行热交换早已司空见惯。运动部件会迅速升温，而液体能够有效地将热量传递到温度较低的区域。如今，随着服务器的功耗从数十千瓦攀升至数百千瓦，将同样的液冷方式应用到服务器/高性能计算等新技术领域已是势在必行。据市场研究机构TrendForce（集邦咨询）预计，液冷技术在AI数据中心的渗透率将从2024年的14%大幅提升至2026年的40%，并在未来数年持续增长。
固态电路中其实也存在“运动部件”；电子和空穴在晶体管内部及其之间传导电流。这种电流传导使得电子与空穴在晶体管连接区域复合时局部释放热量。液体比气体具备更优异的热传导能力，但两者都不能直接接触晶体管的结点，因此热量首先需要通过集成电路的封装传导出去。
得益于物理定律和出色的设计，热量通常会向温度较低的区域扩散，而这些区域通常位于器件的表面。热量一旦传导至表面，便可以转移到空气或液体等其他介质中。能否以足够快的速度散热从而确保晶体管的结点在其工作温度范围内运行，这一点至关重要。液体是比气体更高效的热传导介质，但是利用液体给电子设备散热也会带来一些复杂的难题和挑战。
根据具体应用情况来看，所使用的液体有可能不是绝缘介质（不导电），因此连接器需要满足一些基本要求。其中之一是确保无泄漏，其二是在给定尺寸下具备较高的载流量，这两点要求都会影响连接器的设计。
安富利作为全球领先的技术分销商和解决方案提供商，拥有非常全面的代理产品线和海量的零部件库存，以及出色的供应链服务和强大的设计能力，能够为遍布世界各地的客户和工程师提供领先的连接器方案和专业支持。
在安富利代理的IP&E（互连、无源与机电器件）全系列产品线中，连接器的品类尤为丰富，可为客户提供多样化的选型支持，进一步优化其设计。以安费诺的UQB和UQDB系列液冷连接器为例，这两款连接器的技术指标超越了开放计算项目（OCP）制定的标准和设计规范。UQB系列采用快速连接技术，而UQDB系列则具备盲插功能，便于安装。这两款不同系列的连接器均采用高性能的航空级密封材料，并配备双向截止阀和干式断开自密封功能，可有效防止泄漏和滴液。为了延长器件的使用寿命，UQB和UQDB系列液冷连接器采用了不锈钢材质来防止腐蚀。
液冷行业的标准和规范
UQB/UQDB系列连接器符合OCP通用快速断开标准，该标准适用于利用液体冷却电子设备的不可燃单相系统。 “单相” 指所使用的流体始终处于液态。而在两相系统中，流体会经历汽化和冷凝过程。这个过程能够带走更多的热量，散热效率更高，但系统复杂性也大幅增加。
单相系统包括：
芯片直冷：在这种配置中，需要将冷板直接粘合在集成电路的封装上，类似于传统的散热装置。冷却液在冷板内部流动，以带走芯片产生的热量。
后门热交换器：通常是一种混合方案，服务器的实体后门被替换为一个有冷却液在其中循环流动的门。温度高的液体随后会流经热交换器（通常位于建筑物外部）。
浸没式液冷：在这种配置中，电路板会被浸没在一种导热但绝缘的液体中。
在上述各种方案中，所使用的液体多为去离子水、丙二醇或合成油。这些液体安全无毒，具有优异的热传导性，且沸点高。而在两相系统中，冷却液通常含有氟碳化合物，沸点较低。
冷却液分配单元
液冷技术的部署方式多种多样。行间冷却是为整排服务器机架配备一个冷却液分配单元，并放置在机架旁边；机架内冷却则是将冷却液分配单元集成到机架内部，让冷却液更接近最热的组件。
冷却液分配单元（CDU）是任何液冷系统的核心设备。此外，构成任何CDU的主要组件都包括：用于输送液体的泵、管道和歧管，一个热交换器，一个过滤系统，一个控制单元以及用于维持冷却液流量和压力、监测温度和检测泄漏的传感器。
热交换器是关键组件，其设计取决于系统采用的是液-液形式还是液-气形式进行热交换。在液-液系统中，温度高的冷却液所流经的组件会与其他装有冷水的组件相接触，而这些冷水通常来自设施自身的供水系统。热量通过组件表面从温度高的冷却液传导到温度较低的水中。随后，这部分变温热的水会被泵出CDU。
热交换效率取决于热传递系数。该系数的计算主要基于所使用材料的热流密度（单位为瓦特每平方米），以及进行热交换的液体和材料之间的温差。
液冷技术已经应用于高性能计算、数据中心和电动汽车充电设备。随着越来越多的新型连接器解决方案推向上市，预计该领域将迎来更多的创新。
安富利中国供应商及产品管理总监Gary Tang强调：“液冷方案是决定系统稳定性、能效与可持续性的关键，为数据中心的绿色高效发展及算力产业的高质量发展奠定了坚实基础。AI的加速渗透，正促使液冷技术从早期试点迈向规模化导入的新阶段。无论客户选择何种液冷技术路线，安富利作为技术赋能型合作伙伴，都能为其提供从供应链服务到设计研发，从产品增值服务到全套解决方案的多维生态赋能，以全栈式支持能力为其保驾护航。”
“我们代理了业内顶尖品牌的领先IP&E产品，广泛的产品组合覆盖近100条IP&E产品线，涵盖天线、电池、连接器、无源器件、电源等各类相关产品，能够为客户提供真正意义上的一站式采购平台，全面满足客户的液冷系统创新设计需求。凭借全面的代理产品线、扎实的技术服务能力、专业的技术服务团队以及长期且前瞻的投入，安富利将助力客户战略卡位液冷赛道，为未来数字经济的可持续发展夯实底层的基础设施技术支撑。” 安富利中国供应商及产品管理总监Gary Tang补充道。
液冷连接器已远非一个简单的流体通路部件，而是集成了材料科学、精密机械与流体动力学等多学科智慧的复杂系统。随着UQD等通用标准的建立与推广，行业正从各自为战的“拼凑时代”迈向标准化、模块化的新阶段，有效解决了不同厂商产品间的兼容难题。从无滴漏的密封技术到智能化的盲插设计，液冷连接器的每一次创新，都在为数据中心、电动汽车等领域的绿色高效发展注入强劲动力。
