La guerre du refroidissement liquide dans les centres de données : les refroidisseurs à vis refroidis par eau remplacent le refroidissement par air

Une guerre sans poudre a été décidée.
En mai 2026, H3C a lancé une bombe lors du NAVIGATE Summit : le système S90000 haute densité, entièrement refroidi par liquide, avec 576 cœurs et un PUE du centre de données tombant en dessous de 1,05.
À la même époque, NVIDIA dévoilait son atout, la Vera Rubin NVL72, première architecture refroidie à 100 % par liquide lors de la conférence GTC. Des 700 W du H100 aux 2 000 W du Rubin en passant par les 500 W du Vermeer, la consommation électrique du MCU est montée en flèche.
Il y a quelques années à peine, les principales solutions de réfrigération pour les centres de données étaient les climatiseurs de précision refroidis par air et les refroidisseurs à vis refroidis par eau. Ils constituent l’épine dorsale de l’industrie, avec un PUE généralement compris entre 1,4 et 1,65, tandis que le COP est quasiment constant entre 3,5 et 4,5.
Mais maintenant, ils ont été expulsés de la scène.
Il ne s’agit pas d’un déclin progressif, mais d’une élimination structurelle.
Refroidisseurs à vis refroidis à l'eau : autrefois le « roi de l'efficacité énergétique », aujourd'hui un « piège politique ». Pour comprendre à quel point le changement est radical, nous devons d’abord examiner la puissance du « roi » qui a été remplacé.
Les refroidisseurs à vis refroidis à l'eau, dotés de compresseurs à double vis, ont des capacités de refroidissement allant de 700 à 1 000 kW, avec des valeurs de COP typiques allant de 5,8 à 6,2, et certains modèles haut de gamme approchant même 6,5. Ils utilisent des condenseurs à calandre et tubes, des évaporateurs noyés et des détendeurs électroniques, et sont équipés d'un système de contrôle intelligent par micro-ordinateur qui prend en charge une régulation continue de l'énergie pour répondre avec précision à la demande dans la plage de charge de 10 % à 100 %.
Le système est utilisé depuis des décennies dans des industries telles que la chimie, l'électronique, la pharmacie et les nouvelles énergies, et est sans aucun doute le « roi de la réfrigération industrielle ». Un refroidisseur à vis refroidi par eau de 500 tonnes, qui fonctionne 8 000 heures par an, est indestructible dans un centre de données traditionnel.
Mais voici le problème : son plafond est le plancher des puces IA.
Lorsque la densité de puissance d'un rack passe des 5-10 kW traditionnels à 60 kW, voire 130 kW, et que le TDP de la puce passe de 700 W à 2 000 W, la puissance de refroidissement d'un refroidisseur à vis refroidi par eau équivaut à utiliser un seau pour contrôler une bouche d'incendie : cela n'a pas été essayé, mais c'est pratiquement impossible.
C'est davantage une question de politique. La Commission nationale du développement et de la réforme a proposé un objectif strict pour le PUE 2025, à savoir la construction et la rénovation d'un certain nombre de nouveaux et grands centres de données d'ici 2025, dont pas plus de 1,2 seront des projets de pôles nationaux. Les nouveaux centres informatiques intelligents de Shanghai nécessitent plus de 50 % de leurs étagères de refroidissement liquide, et les centres de données des centres de données en ont besoin de 50 %.
Les refroidisseurs à vis traditionnels refroidis par eau prennent en charge les systèmes de refroidissement par air. Il ne s’agit pas d’être « légèrement inférieur », il s’agit d’être « totalement incompétent ».
Il n'y a rien de mal à utiliser de mauvais refroidisseurs à vis refroidis par eau. Ils suivent simplement le courant.
Quels sont les avantages du refroidissement liquide ? Trois mots : rapide, froid, économie. Le refroidissement liquide n’est pas une nouvelle technologie. IBM a commencé à travailler sur des ordinateurs refroidis par liquide dans les années 1960 et a proposé le concept de refroidissement diélectrique liquide en 1966. Mais ce n'est qu'avec l'explosion de la puissance de calcul de l'intelligence artificielle que le refroidissement liquide est véritablement devenu courant.
La raison est simple : les limites physiques des refroidisseurs à vis refroidis par air et des refroidisseurs à vis refroidis par air et par eau ont été brisées par les puces d'intelligence artificielle.
Faisons quelques calculs de dissipation thermique. À quel point l’air est-il plus froid que le liquide ? La réponse : les liquides sont 1 000 à 3 000 fois plus chauds que l’air. Il ne s’agit pas d’une distinction « légèrement meilleure », mais d’une victoire dévastatrice sur un point.
Lorsque la puce H200 de NVIDIA génère plus de 30 % de chaleur à charge élevée et lorsque la consommation électrique des micro-ordinateurs passe de 700 W à 200 W, la limite de dissipation thermique du système de refroidissement par air traditionnel est facilement dépassée comme un mur de papier. Le refroidissement par air comporte un risque de points chauds locaux ; les fluctuations de température peuvent entraîner des perturbations dans les missions de formation, des retours en arrière aux points de contrôle et une augmentation de la latence de synchronisation du réseau. Pour les clusters hautes performances, toute interruption imprévue peut coûter des millions de dollars.
Comment le refroidissement liquide résout-il ce problème ? Chaque méthode a ses propres avantages.
La première méthode : refroidissement liquide par plaque froide – la solution courante et le moyen le plus rapide d’industrialisation.
En utilisant des « éclats de glace » sur la puce, les liquides circulent à travers des microcanaux, emportant la chaleur directement avec eux. La solution nécessite des modifications minimes de l’architecture de serveur existante et est facile à déployer, ce qui en fait le premier choix pour le déploiement d’une infrastructure d’IA de 2025 à 2026. Les solutions de refroidissement liquide à plaque froide à changement de phase S90000 de H3C et C7000-F de Sugon suivent cette approche.
Le liquide du panneau froid peut atteindre un PUE inférieur à 1,2, certains schémas d'optimisation peuvent même atteindre 1,1. Par rapport au refroidissement par air conventionnel, le refroidissement liquide améliore l'efficacité de la dissipation thermique d'environ 50 % et permet d'économiser plus de 30 % d'énergie gaspillée. Un centre informatique intelligent de grande à moyenne taille, d’une capacité de 10 millions de kilowatts, peut permettre d’économiser environ 30 millions de dollars par an en coûts d’électricité.
La deuxième méthode : refroidissement par liquide par immersion : la solution ultime pour maximiser l'efficacité de la dissipation thermique.
Cela implique de plonger complètement le serveur dans un liquide de refroidissement isolant, la puce entrant en contact direct avec le liquide. La chaleur se dissipe directement par vaporisation d'un liquide ou par augmentation de sa chaleur spécifique. La solution est des milliers de fois plus efficace que le refroidissement par air, avec une stabilité du PUE contrôlée entre 1,05 et 1,1, un bruit inférieur à 50 décibels et une densité de puissance par unité supérieure à 100 kilowatts.
Le système de refroidissement par immersion d'Alibaba, déployé au centre de données de Zhang Bei, a fait des merveilles après deux ans de fonctionnement : le taux de défaillance cumulé des composants du serveur refroidi par liquide est inférieur de 52,9 % à celui du serveur refroidi par air. Cela permet non seulement d'économiser de l'électricité, mais réduit également les coûts de maintenance.
Cependant, le refroidissement par liquide par immersion présente également des barrières à l'entrée élevées : des coûts de liquide de refroidissement à l'entrée élevés, un fonctionnement et une maintenance complexes et un manque de normes industrielles. Par conséquent, à court terme, le refroidissement de la plaque froide est une priorité, tandis que le refroidissement par immersion est un complément.
Les données du marché ne sont pas à négliger : la guerre de 20 à 76,5 milliards de dollars. Les chiffres sont le jugement le plus honnête.
Les investissements mondiaux dans les centres de données refroidis par liquide ont augmenté régulièrement pour atteindre 26,32 milliards de dollars entre 2017 et 2025. Le marché chinois a été plus actif, passant de 16,91 milliards de yuans en 2017 à 76,55 milliards de yuans en 2025, soit un taux de croissance annuel composé de 21 %.
D’ici 2026, ce chiffre s’accélère. D’ici 2026, China Galaxy Securities estime que le marché du refroidissement liquide pour les centres informatiques intelligents basés sur l’IA représentera environ 20 milliards de yuans, celui des serveurs et du refroidissement liquide dans le cloud entre 8 et 10 milliards de yuans, celui des industries traditionnelles autour de 2 milliards de yuans et le marché chinois des serveurs de refroidissement liquide à plus de 30 milliards de yuans.
Qu’en est-il du marché traditionnel de la climatisation de précision ? En 2024, la taille du marché chinois de la climatisation de précision pour centres de données a dépassé les 5 milliards de yuans, soit une croissance de 29 % sur un an. Est-ce que ça a l'air de grandir ? Mais c’est parce que les marchés existants sont encore en train de le digérer. À long terme, la technologie de refroidissement liquide réduira progressivement la part de marché des climatiseurs de précision au cours des 5 à 10 prochaines années, une tendance irréversible.
En termes de paysage concurrentiel, Sugon Digital Technology détient une part de marché de 55,7 % à 61,3 % sur le marché des infrastructures de refroidissement liquide, leader du marché pendant 3 à 4 années consécutives. Grâce à des algorithmes efficaces d'intelligence artificielle, les climatiseurs de précision de la série iPower d'Invik ont ​​réduit le PUE de 1,8 à 1,3 lors de tests réels, économisant ainsi plus de 300 000 $ par an en coûts d'électricité. Le contrôleur de gestion thermique de Huawei (TMU utilise une structure à double alimentation CA/CC pour obtenir un refroidissement « sans interruption ». La solution d'économie d'énergie de climatisation du terminal SmartCool de Schneider Electric atteint 31 31 % d'économies de temps et d'énergie.
Au lieu de rester les bras croisés, ces participants traditionnels ont fait une transition désespérée vers le refroidissement liquide. Cependant, le rythme de la transformation n’a pas suivi le rythme de l’engloutissement du marché par le refroidissement liquide.
Où est le « dernier champ de bataille » pour les refroidisseurs à vis refroidis par eau ? Dire que les refroidisseurs à vis refroidis par eau sont en train d’être remplacés ne signifie pas qu’ils disparaîtront demain.
Dans les rayonnages de faible à moyenne densité (centres de données traditionnels, usines et bâtiments commerciaux dotés de rayonnages unitaires de moins de 10 kW), les refroidisseurs à vis refroidis par eau restent l'option la plus rentable. Ils sont techniquement matures, faciles à entretenir, ont un faible coût initial et leur COP de 5,8 à 6,2 est idéal pour ces scénarios.
Début 2025, le nombre total de racks de centres de données dans le pays dépassait les 8 millions, dominés par des racks de moyenne et faible densité. Ces « vieux racks » ne seront pas remplacés du jour au lendemain par le refroidissement liquide ; dans ce cas, les refroidisseurs à vis refroidis par eau bénéficient d'un délai de grâce de cinq à 10 ans.
Toutefois, ce délai de grâce ne garantit pas la sécurité.
Shanghai, Shenzhen, Guizhou et d'autres endroits exigent explicitement que la proportion d'étagères à refroidissement liquide dans les nouveaux centres de données atteigne plus de 50 %, le PUE étant porté à moins de 1,4. Cela signifie que même si vous utilisez encore aujourd'hui des refroidisseurs à vis refroidis par eau, vous devrez demain utiliser le refroidissement liquide pour votre nouveau projet.
La logique la plus profonde est que le refroidissement liquide déplace non seulement le refroidisseur, mais toute la structure de refroidissement.
La structure traditionnelle est « Machine à eau froide → Eau de refroidissement → Climatisation de précision → air froid → puce » avec une longue chaîne, des pertes élevées et un PUE élevé. La structure de refroidissement liquide est « plaque froide/immersion → liquide → puce » avec une chaîne courte, une faible perte et un faible PUE. Dans la nouvelle structure, les refroidisseurs sont « dérefroidis », en utilisant de l'eau de refroidissement à haute température et des panneaux de refroidissement liquide pour dissiper la chaleur directement, contournant complètement les refroidisseurs traditionnels.
"Le refroidissement liquide sera la prochaine tendance en matière de puissance de calcul de l'IA", a déclaré sans détour Jensen Huang, PDG de Nvidia. "À l'avenir, 45 degrés Celsius d'eau chaude suffiront pour refroidir les copeaux au-dessus de 80 degrés Celsius sans avoir besoin de refroidisseurs."
Ceci n'est pas une suggestion, mais une conclusion.
En un mot : non pas « mieux », mais « nécessaire ». Le marché des centres de données en 2026 est soumis à un processus d’élimination incessant.
Les performances du refroidisseur à vis refroidi par eau n'ont pas été perdues et son COP de 6,2 est devenu le plafond de l'ère du refroidissement par air. En raison des lois de la physique, les puces IA ne sont pas réalisables : la capacité de dissipation thermique de l’air et de l’eau froide n’est tout simplement pas suffisante pour fabriquer des puces IA.
Le refroidissement liquide n’est pas un « meilleur choix » mais le « seul choix ». Lorsque le MCU utilise plus de 20 millions de kilowatts par an, lorsque la politique exige que le PUE soit inférieur à 1,25, lorsque le centre informatique intelligent de 10 MW utilise plus de 30 millions de kilowatts par an, vous n'avez pas le choix.
Des refroidisseurs à vis refroidis par eau aux refroidisseurs à vis refroidis par eau en passant par les refroidisseurs de liquide, la technologie de refroidissement des centres de données est développée depuis plus de 60 ans. Chaque itération était motivée par les exigences de puissance de calcul.
Mais cette fois, ce n’est pas la demande qui le pousse dans ses retranchements, ce sont les lois de la physique elles-mêmes.
L’ère des refroidisseurs à vis refroidis par eau n’est pas révolue, mais son âge d’or est arrivé. La prochaine décennie appartient au refroidissement liquide. Ce n'est pas parce que le refroidissement par liquide est compliqué, mais parce que les refroidisseurs à vis refroidis par air et les refroidisseurs à vis refroidis par air et par eau ont véritablement atteint leurs limites.