MIT團隊借核反應堆冷卻術，用“小氣泡”給AI數據中心散熱

到本世紀末，美國數據中心的電力消耗預計將占全美總用電量的 9% 至 17%，其中約三分之一的電力專門用于冷卻 AI 模型的芯片。隨著 AI 的技術發展，算力需求正以指數增長，每一次對話背后，都有成千上萬枚芯片在瘋狂運轉、持續發熱。而冷卻這些芯片，不僅耗電，還極度耗水，傳統冷卻系統依賴大量淡水帶走熱量。

弗吉尼亞州作為全球數據中心最密集的地區之一，僅 2019 年至 2023 年間用水量就暴增了近三分之二。這場能源與水資源的雙重壓力，正在讓整個行業尋找根本性的突破。

答案，或許就藏在一個意想不到的地方——核反應堆。

核反應堆和 AI 服務器，表面上完全不相干，但從物理角度看，它們面對的是同一個問題：如何在極小的空間內，把大量熱量快速且高效地帶走。在核反應堆中，熱傳導效率直接決定能從堆芯提取多少能量，進而影響發電收益。幾十年來，核工程師們為此發展出一套精密的相變熱傳導理論，即利用液體沸騰時的相變過程，在極小的溫差下轉移大量熱量。

“液體是比空氣更好的導熱介質，”MIT 核科學與工程系副教授 Matteo Bucci 解釋道，“而沸騰的液體效果更好，因為相變本身需要吸收大量能量，這些能量正是從芯片上帶走的熱量。”

Azizian 和 Bucci 在 MIT 相識時，兩人都在研究核反應堆的熱傳導問題。Azizian 后來轉向工業界，先后參與微軟 HoloLens 和英偉達 GPU 的冷卻研發，他開始意識到這兩個領域的問題，本質上是一樣的。

于是，2021 年，他們聯合創立了 Ferveret，旨在消除算力浪費、減少全球數字基礎設施對自然資源的消耗。他們一致認為，在一個日益受限于電力供應的行業，這一使命既緊迫又重要。

Ferveret 的最新核心技術叫做“自適應相變冷卻”（Adaptive Phase Cooling，APC）。簡單來說，它把服務器直接浸入一種專用液體中，這種液體沸點極低，不含對環境有害的 PFAS（含氟表面活性劑）永久性化學物質。

但核心的秘密，其實只是氣泡。

Ferveret 之前的傳統兩相冷卻技術也會讓液體沸騰產生氣泡，但是氣泡往往較大，脫離芯片表面的頻率較慢，熱傳導效率因此受限。而 APC 技術是系統通過精確控制液體的物理狀態，使得芯片表面產生更小的氣泡。這些氣泡脫離更快，在周圍液體中迅速再冷凝，形成高速循環，本質上是在芯片表面制造一個持續高效運轉的微型熱泵。

圖｜氣泡對比（左：傳統兩相冷卻技術；右：APC）（來源：Ferver）

與 UCLA 合作的研究顯示，這套方案比目前最先進的液冷方案提升 15% 的算力能效。結合 Ferveret 配套的電源控制軟件，數據中心可以用同等的電力多產出 35% 的 token。而在 AI 算力成本居高不下的今天，這個數字意味著真實的商業價值。

與此同時，該系統以模塊化形式交付，每個冷卻箱容納一臺服務器，外形與標準機架完全兼容，可以直接替換現有設備，無需大規模改造原有的基礎設施。這降低了部署門檻，解決了浸沒式冷卻長期以來最大的商業化障礙。對數據中心運營商來說，這個系統意味著一切從不必推倒重來，今天就可以開始升級。

（來源：Ferveret）

這套系統還有一個被低估的巨大優勢：完全不耗水。目前主流的數據中心冷卻方案，尤其是蒸發冷卻，需要消耗大量水資源。然而，偏偏那些陽光充足、適合部署太陽能的地方，往往也是最缺水的地方，干旱地區因此嚴重受限。

“太陽能資源豐富的地方往往沒有水，”Bucci 說，“我們的技術可以在有太陽能但沒有水的地方建數據中心，這在非洲、中東和美國部分地區是巨大的突破口。”

這不只是一個環保故事，更是一個關于 AI 基礎設施地理分布的戰略問題。當算力需求持續爆炸，能在更多地方建數據中心，意味著更低的土地成本、更便宜的可再生能源，以及更靈活的全球布局。

目前，數據中心浸沒式冷卻市場 2026 年規模已達 57 億美元，預計以每年 18% 的速度增長，到 2031 年將突破 133 億美元。這個賽道上已經擠滿了玩家，GRC（Green Revolution Cooling）、Submer、LiquidStack、Iceotope 等公司均已在超大規模數據中心和 AI 基礎設施領域建立起穩固的部署記錄。

微軟已在 18 座數據中心部署了浸沒式冷卻，覆蓋其 22% 的 GPU 算力，并計劃在 2027 年中前繼續改造 12 座機房。Ferveret 則已與數據中心開發商 CleanSpark、AI 芯片公司 FuriosaAI 以及美國最大數據中心運營商之一 Switch 展開合作測試，同時進入英偉達的初創企業扶持計劃 Inception。

Ferveret 的差異化在于技術路線的根本不同。其他公司的方案大多基于傳統的飽和沸騰原理，氣泡較大、循環較慢。Ferveret 的 APC 技術從核工程領域借來的亞冷沸騰方案，則在效率上實現了質的跳躍。

雖然 Ferveret 的技術前景令人振奮，但浸沒式冷卻的推廣之路遠非坦途。整個賽道面臨的最深層隱患，不是技術，而是標準的缺席。

浸沒式冷卻要想真正實現規模化，必須要有一套統一的安全規范和標準。誰的技術路線先被寫進標準，誰就拿到了整個市場的入場券。這場標準的博弈，Ferveret 并不占優。GRC 和 Submer 已在微軟、谷歌等超大規模數據中心積累了真實的部署記錄，這些記錄會直接轉化為標準制定時的話語權。

Ferveret 的 APC 技術 2021 年才問世，客戶測試尚在進行中，距離“大規模部署”還有一段距離。Ferveret 需要在標準成型之前拿下足夠多的標桿客戶，讓 APC 成為標準制定者無法忽視的既成事實。否則，它很可能贏了技術，輸了市場。

參考資料：

https://news.mit.edu/2026/nuclear-inspired-cooling-system-ferveret-could-make-data-centers-more-sustainable-0610

https://www.ferveret.com/technology

排版：劉雅坤

注：封面/首圖由 AI 輔助生成