在全球戮力減緩地球暖化的共識下，節能減碳已成刻不容緩的議題，雲端運算、AI資料中心也需要更有效率的冷卻方案。在此情況下，液冷散熱方案在近幾年來受到高度關注，其中，浸沒式冷卻（Immersion Cooling）更被視為未來的潛力之星。
資料中心與高效能運算所耗費的電力正在不斷攀升，根據國際能源總署（IEA）發布的《2024電力報告（Electricity 2024）》指出，未來三年，全球的電力需求將以更快的速度成長，預計到了2026年，全球電力需求平均每年將增加3.4%。尤其資料中心、加密貨幣及人工智慧領域的用電量將翻倍成長。2022年，全球資料中心預估消耗的電量為460太瓦時（TWh），但預估到了2026年，資料中心的總用電量將超過1000TWh，相當於日本全國的用電量。
在全球戮力減緩地球暖化的共識下，降低能源消耗已成刻不容緩的議題，資料中心也需要更有效率的冷卻方案來因應不斷增加的工作負載。在此情況下，液冷散熱方案在近幾年來受到高度關注，其中，浸沒式冷卻（Immersion Cooling）更被視為未來的潛力之星，原因即在於浸沒式冷卻是將伺服器直接浸泡在不導電的冷卻液中，由於零組件產生的熱能能夠直接傳導給冷卻液，因此更能有效降低設備的運行溫度，有助於提升能源使用效率。
與英特爾合作開發
看好浸沒式冷卻市場需求，近期馬來西亞國家石油化工集團（PETRONAS Chemicals Group Berhad、PCG）全資子公司－柏斯托（Perstorp），也發布了一款用於資料中心浸沒式冷卻的高性能合成散熱液。這款油品是柏斯托與英特爾合作研發的成果，其具備了低黏度和高閃火點的平衡特性，能讓資料中心在高效且安全的前提下，提供更好的冷卻效率。
柏斯托潤滑油業務發展總監曾偉銓指出，柏斯托於2022年加入英特爾的Open IP先進液體冷卻生態系，專注在浸沒式冷卻和冷板散熱需求。此次產品研發重點聚焦在低黏度、長使用效期、優異介電性質以及消防安全。同時它更是一款無氟（PFAS-Free）、易於生物降解、且最高可採用100%可再生材料製成的低碳足跡產品。
他提到，液冷散熱技術已成為資料中心高密度部署的關鍵，從冷卻技術來看，目前浸沒式冷卻可分為單相浸沒式冷卻以及雙相浸沒式冷卻。顧名思義，雙相浸沒式就是藉由液態跟氣態之間的轉換帶走大部分的熱量，因此散熱效率表現最好，但也由於沸點低，氣體容易揮發，冷卻液的損失較大，而且相關的密封措施以及養護計畫也要妥善設計，包含如何偵測到環境中的氣體有沒有洩漏、設備養護時若須打開槽蓋，遇到氣體洩漏又該如何處理等等。而單相浸沒式冷卻，簡單來說就是不會有相變化，雖然現階段散熱的表現還比不上雙相浸沒式冷卻，但技術研發仍在持續進步，而且因為流體不會改變型態，冷卻液幾乎不會有損失。
兼顧安全與散熱效率
根據MarketsandMarkets調查，浸沒式冷卻市場預計將從2023年的4億美元成長到2031年的21億美元，2023年至2031年的年複合成長率為24.1%。而台灣目前也有多家業者參與其中，包含英特爾、技嘉、美超微、緯穎、台達電等等。
曾偉銓解釋，完整浸沒式冷卻方案其實涉及了許多元件，而冷卻液是其中之一。氟化液與合成油是目前常見的冷卻液類型，而柏斯托的先進合成散熱液即屬於合成油，另外礦油與矽油也是合成油的一種。一般來說，氟化液具有相變化，常見應用在雙相浸沒式冷卻中。「氟化液的好處是，對材料的相容性非常好，幾乎對所有的材質都不反應，在防火上也不會有閃火點的問題，平心而論是一個相對很安全的選擇，但是氟化液也有缺點，由於揮發度很高，使得冷卻液的損失經常超過10%以上，甚至上看到30%，因此設備的密封性就會是其主要的投資之處。」
柏斯托潤滑油業務發展總監曾偉銓指出，柏斯托的先進合成散熱液除了沸點很高的優勢外，在黏度指數與閃火點的表現上，算是滿平衡的方案。
他提到，關鍵還是在於氟在熱分解時會產生對人體不好的物質，存在生物的累積性，因此，當氟化液進到資料中心，且被大量採用時，安全還是最重要的課題，必須有好的管理方法，否則員工就會曝露在很大的風險中。「而且合規也會是一項挑戰，例如3M宣佈將退出全氟烷基和多氟烷基物質（PFAS）的生產，不只是環保安全課題，還有來自法規的要求，未來如果要外銷到歐美市場，就必須考量合規要求。」
柏斯托的先進合成散熱液則適用於單相浸沒式冷卻，除了沸點高的優勢外，相較於其他不同技術的合成油，在黏度指數與閃火點的表現也相對平衡。一般來說，在合成油中，黏度指數與閃火點為正相關，閃火點越高越安全但同時黏度指數也會上升，但過高的黏度指數並不易散熱，因此通常會要求黏度指數要低一點，以實現較好的安全性以及較高的散熱效率。
「目前這款油品的特色是閃火點可以到240多度左右，但同時又可以維持在一個比較低黏度指數的狀況下，」 曾偉銓進一步說明，現今市面上也有更高的閃火點的選項可到300多度，可是黏度指數卻是這款合成油的好幾倍。舉例而言，這款油品在40℃時黏度指數大概在10至15之間，反觀對方油品的黏度指數可能就會到40，到了100℃黏度指數還會更高。但對於系統而言，黏度指數達到40就太黏了，對於泵浦以及散熱效率都會有些影響。
另一項特點是，這款合成油是一款生物可降解的產品，因為不含氟，萬一出現狀況或是不小心在操作過程中洩漏到環境中或接觸到人體時，並不會有毒性的疑慮，而且在大自然中，長時間且在一定的條件下可被分解。
低碳排助力實現永續目標
在AI應用需求不斷推升之下，科技業者持續投入AI佈建以提升運算能力，液冷散熱技術成為資料中心達成高密度部署的關鍵。從晶片製造商，再到資料中心ODM、終端使用者OEM，以及散熱相關生態系業者均投身先進液體冷卻技術的研發，不僅要滿足高熱通量需求，更朝降低能源耗損、永續發展等議題深入研究。
他指出，柏斯托其實源自北歐公司，投資在低碳排原料已經有十幾年的歷史，而且原料都是自有掌控，2022年被馬來西亞國家石油化工集團收購，如果有需求的話，這款先進的合成油可以做出完全由可再生或可回收的原料來製成，因此碳排放量極低，甚至可以計算出每公斤有多少碳排放量，助力企業實現永續目標。而在維護方面，柏斯托目前也已與清洗設備機台業者合作，可以到現場了解企業需求再提供合適的維養方式。
曾偉銓最後強調，雙相浸沒式冷卻與單向浸沒式冷卻各有優缺點，每一種冷卻液都有其適合的應用，企業必須要知道他們所追求的目標是否適合這項冷卻液，舉例而言，企業若是想要打造一個非常環保的資料中心，但是最終卻選擇了礦物油，這就會有些挑戰。或許當初是因為成本優勢而選擇礦物油，但是並不利環保，諸如此類，企業應該全盤考量，否則資料中心一投資至少就要使用十年以上，萬一選擇錯誤就很難應對，也有管理上的風險。