光模块液冷散热技术现状、挑战与未来趋势
Liquid Cooling for Optical Modules: Status, Challenges and Trends

关于光模块

光模块是光纤通信中负责将电信号和光信号相互转换的关键器件。光模块的发送端把电信号转换成光信号，接收端把光信号转换为电信号。主要插在交换机、服务器、路由器等设备上，一端对接设备电路，一端连接光纤，实现数据高速、远距离、低损耗传输，广泛应用于数据中心、5G通信、云计算和AI算力集群等场景，是支撑高速网络互联的关键基础组件。

光模块按封装形式，可以分为传统可插拔封装和下一代集成式封装两大类。传统可插拔封装是目前数据中心主流，常见类型包括SFP、SFP+、QSFP+、QSFP28、CFP、OSFP等，而以CPO（光电共封装）为代表的集成式封装属于下一代技术，将光引擎与芯片高度集成，主要面向800G、1.6T及更高速率的应用场景，适用于AI超算/高端算力集群，同时2026年被行业定于CPO商用元年。

光模块里的散热难题

AI算力与数据中心带宽爆发，光模块从400G→800G→1.6T→3.2T，功耗直线飙升、热流密度破百W/cm2，传统风冷触顶、液冷成刚需；CPO集成更让散热从“模块级”升级为“芯片级”，成为性能与可靠性的核心瓶颈！

难点

① ：功耗与热密度爆炸（最核心）

- 400G≈12W、800G≈18–30W、1.6T≈25–45W、3.2T预计40–55W+

- 热流密度超100W/cm2，远超风冷极限（约50W/cm2）

- 温度每升10℃，激光器寿命减半、误码率飙升、波长漂移

难点②：封装空间极度受限

- 主流QSFP-DD/OSFP紧凑封装，内部间隙仅0.1–0.5mm，无散热冗余

- 全金属气密封装，热量只能单向传导，无自然对流

- CPO中光引擎与电芯片共封装，热源叠加、互相干扰

难点③：阻与材料可靠性（最大技术卡点）

- 界面热阻占总热阻50%+，传统垫片/凝胶导热率不足、贴合差

- 软凝胶易被热循环挤出、硬垫片难贴曲面；硅油挥发污染光路、性能衰减

- 长期老化导致填料沉降、基体脆化，可靠性不达标

难点④：可插拔与散热的矛盾（工程死结）

- 光模块需插拔（OSFP拔出力≤30N），冷板固定，公差与插拔力难平衡

- 干接触冷板热阻高、直插液冷破坏可插拔性，运维与散热不可兼得

难点⑤：CPO专属散热难题

- 光引擎与电芯片热预算共享，一处过热全模块失效

- 微流道液冷需与封装深度集成，良率低、成本高

- 信号完整性与散热结构冲突，电磁干扰+热应力双约束

总的来说，光模块散热已从“可选优化”变成生死线：高功率+小空间+高可靠+可插拔+CPO集成，五大矛盾叠加，液冷+新材料+微结构是唯一出路。

03.光模块主流液冷方式

光模块液冷主流分冷板式、直插式、浸没式、CPO集成式四大类，适配不同功率与场景。

① 冷板式液冷（主流过渡方案）

- 热管+冷板（间接）：热管先导模块热量至远端冷板，再由水冷带走。优点：不直接接触、可靠性高、兼容现有设备；缺点：路径长、热阻大，仅适配≤800G。

- 一体式浮动冷板（直接）：冷板直接贴模块，浮动结构补偿插拔公差。优点：路径短、效率高，适配1.6T；缺点：浮动机构需长期可靠性验证。

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② 直插式液冷（下一代可插拔主流）

- 冷板集成在模块本体，配微型快接接头，插入时电气+液冷同步盲配，消除干接触热阻。优点：散热效率最高、即插即冷，适配3.2T+；缺点：微型接头供应链少、成本高。

③ 浸没式液冷（整机柜级）

- 单相浸没：模块浸在介电流体中，靠显热+强制对流散热；优点：均匀散热、PUE≈1.09；缺点：需密封、维护复杂。

- 两相浸没：用低沸点氟化液（如FC-72），靠相变潜热吸热、冷凝回流；优点：近乎恒温、温差±1.5℃、PUE≈1.02；缺点：成本高、专用设计。

④ CPO集成式液冷（未来方向）

- 光引擎与交换芯片共封装，内置微流道/冷板，热源统一散热；优点：热预算共享、适配1.6T/3.2T；缺点：设计复杂、良率低、成本高。

总的来说：热管冷板，中高功耗用浮动冷板，超高速用直插式，整机柜用浸没式，CPO走集成微流道。

04.一些光模块液冷案例（来源ODCC）

关于我们

北京汉深流体技术有限公司是丹佛斯液冷产品的核心分销商，专注于为数据中心提供液体冷却解决方案。我们竭诚为人工智能计算集群和高密度服务器场景提供高效的冷却解决方案。我们在2026年会上再获殊荣 —— 成功蝉联丹佛斯动力系统 2025 财年 “卓越成长 业绩突破奖（Performance Outstanding Award）”。这是汉深流体继 2024 财年后再度斩获该奖项，既是丹佛斯对其业绩高速增长、市场拓展能力的高度认可，更彰显了汉深流体在数据中心液冷连接领域的专业积淀与行业标杆地位。汉深产品包括FD83全流量双联锁液冷快换接头（互锁球阀）；液冷通用快速接头UQD & UQDB；OCP ORV3盲插快换接头BMQC；EHW194 EPDM液冷软管、电磁阀、压力和温度传感器。在人工智能AI、国家数字经济、东数西算、双碳、新基建战略的交汇点，公司聚焦组建高素质、经验丰富的液冷工程师团队，为客户提供卓越的工程设计和强大的客户服务,支持全球范围内的大批量交付。

公司产品涵盖：丹佛斯液冷通用零泄漏快换接头、EPDM软管、电磁阀、压力和温度传感器及Manifold。
未来公司发展规划：数据中心液冷基础设施解决方案厂家，具备冷量分配单元（CDU）、二次侧管路（SFN）和Manifold的专业研发设计制造能力。

数据中心液冷解决方案 ~ 满足您各种需求的一站式解决方案：
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- 机架内部解决方案：基于OCP标准全新打造的液冷通用快速接头UQD & UQDB ;OCP ORV3盲插快换接头BMQC , 支持全球范围内的大批量交付。
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- 制冷剂解决方案: 5400系列制冷剂接头和GH001和EZ卡扣式配件。
- 液冷服务器、液冷板、CDU、液冷接头、管路、Manifold、液冷泵\阀门、换热器、冷却塔、漏液检测、液冷模块、过滤器、激光焊接、清洁度检测等。

About Beijing Hansen

Bejing Hansen is a core distributor of Danfoss liquid cooling products, specializing in liquid cooling solutions fordata centers. We are deeply providing efficient cooling solutions for AI computing clusters and high-density server scenarios. We won another honor at this annual conference — successfully retaining the Danfoss Power Solutions 2025 Fiscal Year Performance Outstanding Award. This is the second time Hansen Fluid has won this award following the 2024 fiscal year. It not only represents high recognition from Danfoss for its rapid business growth and market expansion capabilities, but also demonstrates Hansen Fluid’s professional accumulation and industry benchmark status in the field of data center liquid cooling connections.Hansen’s products include: FD83 full-flow double interlock liquid cooling quick disconnect couplings (interlock ball valves); universal liquid cooling quick couplings UQD & UQDB; OCP ORV3 blind-mate quick couplings BMQC; EHW194 EPDM liquid cooling hoses, solenoid valves, pressure and temperature sensors.At the intersection of artificial intelligence (AI), national digital economy, East-to-West Computing Initiative, dual-carbon strategy and new infrastructure strategy, the company focuses on building a high-quality and experienced liquid cooling engineering team, providing customers with excellent engineering design and strong customer service, and supporting large-scale global delivery.

Count on Danfoss’ data center experience to help lead the future of data center liquid cooling.
Beijing Hansen's Solution to liquid cooling challenges | One partner, complete solution

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- In-rack solutions: New universal liquid cooling quick couplings UQD & UQDB based on OCP standards; OCP ORV3 blind-mate quick couplings BMQC, supporting large-scale global delivery.
- Danfoss Hansen MQD and MQDB liquid cooling quick couplings: MQD02 (H20); MQD03 (Blackwell B300 GB300); MQD04; MQDB03 and MQDB04.
- Providing manual and fully automatic quick connectors with different diameters and locking methods for applications such as Manifold/node, CDU/main loop in rack-mounted servers.
- For blade server racks with high availability and high density requirements, blind-mate connectors with floating and automatic alignment for misalignment errors can be provided to achieve precise connection in narrow spaces.
- Liquid cooling hoses: EHW194 EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) hoses, hoses with the highest fire rating (UL94 V0)
- Refrigerant solutions: Series 5400 refrigerant couplings and GH001 and EZ snap-fit fittings.
- Liquid cooling servers, liquid cooling cold plates, CDU, liquid cooling couplings, pipelines, Manifolds, liquid cooling pumps, valves, heat exchangers, cooling towers, liquid leakage detection, liquid cooling modules, filters, laser welding, cleanliness testing, etc.