近期,马斯克为推进太空数据中心计划,加速推动 SpaceX 上市募资,引发业界对下一代算力基础设施的广泛讨论。这一构想的核心逻辑的是利用太空近乎绝对零度的环境解决散热痛点 (地面数据中心 30%-40% 能耗用于冷却)。
AI 算力需求的指数级增长,让数据中心散热压力突破临界点,而太空场景的特殊性更让这一难题雪上加霜。
地面场景中,AI 大模型训练催生高密度算力集群,英伟达 B200 GPU 功耗已从几年前的 200 瓦飙升至 1000 瓦,传统风冷方案因换热效率低、能耗高,已无法满足密集堆叠硬件的冷却需求。研究数据显示,未来五年全球数据中心投资将达 7 万亿美元,能耗预计同步翻倍,其中相当大比例用于冷却系统,能耗成本与碳排放压力成为行业不可承受之重。
太空场景虽有天然低温优势,但真空环境下无法依靠对流散热,仅能通过辐射方式散发热量,受斯特藩 - 玻尔兹曼定律制约,1 吉瓦算力集群需约 2.4 平方公里散热面积,且晨昏轨道的永久日照环境剥夺了被动降温窗口。同时,太空设备需严格控制质量与泄漏风险,传统多组件冷却系统不仅增重,接缝处更是真空环境下的故障隐患,这与地面两相冷却系统的漏液痛点形成共性需求。
丹麦技术研究院与初创公司 Heatflow 联合研发的 3D 打印被动冷却组件,通过热虹吸两相冷却原理与增材制造技术的深度融合,实现了对天地双场景的精准适配,测试中散热能力达 600 瓦,超出目标 50%。 该方案采用热虹吸两相冷却技术,无需泵体、风扇等动力部件,实现自体零能耗运行。其循环逻辑简洁高效:冷却液在芯片表面吸热蒸发,蒸汽因密度差自然上升至冷凝区释放热量,再依靠重力回流至蒸发区完成闭环。这种自驱动模式不仅大幅降低地面数据中心的运营能耗,更契合太空数据中心对能源高效利用的核心需求 —— 太空太阳能虽充沛,但设备能耗控制直接影响在轨寿命。相较于传统风冷与单相液冷,蒸发换热效率的提升更让芯片运行温度显著降低,间接延长硬件使用寿命。 项目方主动选择金属增材制造,核心在于其能突破传统工艺局限,实现性能与可靠性的双重优化,这恰好适配天地场景的严苛要求。一方面,3D 打印可将多个组件整合为单一铝制蒸发器,精准成型内部精密毛细结构以引导液体回流,这类复杂几何形态是传统加工工艺难以实现的;另一方面,一体化制造使接缝数量大幅减少,不仅将两相冷却系统最忌惮的漏液风险降至最低,适配太空真空环境与地面高可靠需求,更通过单一材料构成提升回收利用率,生命周期分析显示,单位碳排放较传统方案降低 25-30%,材料用量也显著减少。 该系统将散热温度精准控制在 60-80℃区间,形成另一核心竞争力。传统风冷带走的热量仅 30-40℃,因品位过低无法二次利用,最终成为环境负担;而 60-80℃的热水可直接接入区域供暖网络,实现废热资源化。目前丹麦 Meta 数据中心已通过类似技术为上万户家庭供暖,欧盟更已立法强制要求数据中心回收利用余热,这让 3D 打印散热器在地面场景中形成 “冷却 + 节能 + 余热回收” 的三重价值闭环。 据AM 易道报告指出,热管理市场正随数据中心的天地双向扩张而系统性打开,3D 打印散热器凭借不可替代的场景适配能力与技术壁垒,有望占据核心赛道。 从需求端看,冷却系统是 7 万亿美元数据中心投资中的刚性环节。地面场景中,AI 算力集群的普及将持续推高对高效冷却组件的需求,尤其是余热利用的政策导向,将加速 3D 打印方案的规模化应用;太空场景中,马斯克的太空数据中心计划若推进落地,将催生对轻量化、高可靠、复杂结构冷却组件的增量需求,3D 打印技术可通过在轨制造或预制优化部件,适配太空运维的特殊要求。 从商业属性看,热管理组件虽单批量不大,但具备显著竞争优势:单价远超普通打印零件,技术壁垒横跨 3D 打印工艺、两相流原理、毛细力设计、热阻网络优化等多领域,非单纯打印企业可涉足;同时冷却组件直接影响数据中心算力稳定性,客户验证通过后更换供应商成本极高,粘性极强。当前行业虽处于技术验证阶段,但天地双场景的需求牵引已明确方向,数据中心新项目规划中纳入被动冷却与余热利用将成趋势。 面对天地双场景的爆发式需求,AM 易道建议创业者摒弃观望心态,深耕热管理赛道核心能力构建。一方面,需突破 “重打印、轻设计” 的认知误区,组建跨学科团队,同时掌握增材制造工艺与热力学相关技术,形成核心技术壁垒; 另一方面,可双轨布局场景需求,既聚焦地面 AI 算力集群、余热回收政策驱动下的市场机会,也可提前研发适配太空数据中心的轻量化、抗辐射冷却组件,对接航天领域资源。 马斯克的太空数据中心计划揭开了下一代算力基础设施的竞争序幕,而地面数据中心的能耗革命已箭在弦上。3D 打印散热器的出现,不仅破解了传统冷却方案的技术瓶颈,更实现了对天地双场景的深度适配。 在 7 万亿美元投资与太空科技竞赛的双重驱动下,热管理赛道正迎来黄金发展期,掌握核心技术的企业将在这场天地共振的产业变革中抢占先机。 历史文章: 2030年将爆发883亿美元市场!3D打印是如何在制造业中杀出重围的? 7 分钟读懂 3D 打印:从原理到未来,它如何让制造业从 “批量生产” 转向 “按需定制”? 别跟风!3D 打印摆地摊想赚钱,先搞懂选品、定价、选址的黄金逻辑(实战案例拆解)1. 核心原理:零能耗自驱动循环
2. 3D 打印的核心价值:一体化与高可靠性
3. 余热利用:地面场景的价值延伸