人工智慧的爆發式成長，正在從根本上改變資料中心的物理極限。當 NVIDIA 的 H100 GPU 單顆功耗達到 700W，而 GB200 NVL72 機架式系統的單櫃熱設計功耗（TDP）攀升至 130kW 至 140kW，傳統以風扇與空調為主的氣冷散熱，已面臨根本性的物理瓶頸。

根據 TrendForce 最新研究，AI 資料中心液冷技術滲透率已從 2024 年的 14%，大幅提升至 2025 年的 33%，並預估未來數年將持續攀升。全球液冷市場規模在 2025 年達到 55 億美元，預計 2030 年將成長至 158 億美元，年複合成長率（CAGR）達 23%。

氣冷的三大瓶頸

• 熱密度超限：當機架熱耗散超過 10kW，氣冷已難以有效移除熱量，容易引發 GPU 降頻（Thermal Throttling）甚至硬體損毀
• 能源效率低落：大量冷氣與風扇消耗的電力導致 PUE（電力使用效率）偏高，不符合 ESG 永續要求
• 噪音與震動：高速風扇對精密伺服器環境造成持續震動與噪音干擾

台灣的產業機會

廣達、緯穎、英業達等台灣 AI 伺服器製造商正大規模導入液冷產線，奇鋐、雙鴻、台達電等散熱廠商亦積極切入 CDU 供應鏈。台灣作為全球 AI 伺服器製造重鎮，對液冷系統相關儀器的需求正急速升溫。

要理解壓力量測在 AI 資料中心的角色，必須先掌握液冷系統的三層架構。每一層都有不同的壓力監測需求，對應不同的儀表規格。

液冷系統三層架構

CDU 的核心功能與壓力控制邏輯

CDU（冷卻液分配單元）是液冷系統的心臟。它透過板式熱交換器隔離一次側與二次側流體，防止交叉污染，同時透過泵浦與控制閥調節二次側的壓力、流量與溫度。

壓力控制是 CDU 最關鍵的操作參數之一：CDU 必須維持 TCS 迴路在設計壓力範圍內，並保持足夠的差壓（Delta P）以確保冷卻液能順暢流過每個冷板。壓力過低導致流量不足，GPU 過熱；壓力過高則可能造成快速接頭或管路洩漏，損毀價值數百萬的伺服器設備。

現代高階 CDU 的 PLC 控制系統，透過讀取壓力感測器數據，以 PID 演算法即時調節變頻泵浦轉速，響應時間在 100 毫秒以內。這對應付 AI 工作負載從低負荷到滿載的瞬間切換（功耗可在毫秒內從 4MW 跳升至 130MW）至關重要。

┌──────────────────┐     ┌──────────────────┐     ┌──────────────────┐
│    一次側 FWS     │────▶│    CDU 熱交換層   │────▶│  二次側 TCS 冷板  │
│  冷卻塔 / 冷水機  │     │  泵浦＋板式換熱器  │     │  GPU / CPU 冷板   │
│  3～10 bar        │     │  1～6 bar         │     │  0.5～3 bar       │
└────────┬─────────┘     └────────┬─────────┘     └────────┬─────────┘
         │                        │                        │
    ┌────▼────┐              ┌────▼────┐              ┌────▼────┐
    │ WIKA    │              │ WIKA    │              │Manostar │
    │ A-10    │              │ S-10    │              │ 微差壓計 │
    │壓力變送器│              │壓力變送器│              │冷板差壓  │
    └─────────┘              └─────────┘              └─────────┘
         │                        │                        │
         └────────────────────────┼────────────────────────┘
                                  │
                     ┌────────────▼────────────┐
                     │    PLC / DCIM 整合平台    │
                     │ 4-20mA ∣ IO-Link ∣ Modbus │
                     └─────────────────────────┘

正壓系統 vs 負壓系統

場景一：CDU 冷卻迴路壓力監測

這是液冷系統中最基礎、也最關鍵的壓力監測點。壓力感測器安裝在 CDU 的冷卻液供水管（Supply Line）與回水管（Return Line），持續量測兩側壓力。

監測目的

• 根據供回水壓差，由控制系統自動調節泵浦轉速，維持最佳流量
• 偵測壓力異常（突然壓降 = 可能洩漏；壓力驟升 = 管路阻塞）
• 作為泵浦健康狀態的即時指標

儀表選型建議

場景二：差壓感測器監測冷板流量

在 AI 伺服器液冷系統中，每個 GPU 冷板（Cold Plate）都需要足夠的冷卻液流量，才能有效移除熱量。直接在每個冷板安裝流量計成本過高，而差壓感測器提供了一個精確又經濟的替代方案。

原理：差壓感測器跨接在冷板或熱交換器的進出口兩端，量測兩點間的壓力差（Delta P）。由於壓降與流量之間存在已知的物理關係，當差壓低於設定基準值時，代表流量已下降至警戒水位。

Manostar 低差壓計的核心優勢

AI 伺服器冷板的壓降通常在 50～500 Pa 範圍內，屬於微差壓量測領域。昶特代理的日本 Manostar 差壓計，正是針對這類高精度低差壓場景設計：

• 量程低至 0～10 Pa，專為微差壓設計
• 重複性精度達 ±1% FS，長期穩定性優異
• 無可動件設計（膜片式感測），壽命長、免維護
• 廣泛應用於半導體與潔淨室差壓監控，與 AI 資料中心的潔淨度要求相符

場景三：TCS 迴路水質與過濾器監控

液冷系統的水質管理至關重要。冷卻液的離子濃度、pH 值與潔淨度直接影響冷板的腐蝕速率與系統壽命。過濾器是維持水質的核心元件，其狀態監控透過差壓量測實現。

過濾器差壓監測邏輯：新過濾器的進出口差壓極低；隨著雜質累積，差壓逐漸升高。當差壓超過預設閾值，系統發出更換警報。這避免了在過濾器尚未失效時過早更換（增加成本），或已堵塞時未察覺（危害設備）。

標準配置建議

• 50μm 主過濾器：安裝差壓開關，達閾值自動報警
• 0.2μm 精密側流過濾器：安裝差壓變送器，連接 DCIM 系統持續記錄
• 建議在 CDU 安裝後進行循環沖洗，直到液體導電率穩定在 5μS/cm 以下

場景四：液冷管路安裝耐壓測試

在 AI 資料中心液冷系統正式投入運行前，必須進行嚴格的靜水壓測試（Hydrostatic Pressure Test），以驗證所有管路、接頭、快速連接器的完整性。

業界標準要求：施加額定工作壓力 1.5 倍的測試壓力，持續維持至少 4 小時，期間壓力讀數不得下降超過 2%。部分高規格 CDU 製造商要求通過 3 倍最大工作壓力的破壞性測試認證。

昶特 Ashcroft 測試錶的應用

• 精度等級 0.25% FS（ASME Grade 4A），符合最嚴格的工業測試標準
• 可充液型設計（充甘油），抗震動、消除指針波動，確保測試讀值穩定
• 備有校正追溯文件，符合 ISO 17025 校正要求

場景五：機房空調輔助冷卻差壓監控

即使在液冷為主的 AI 資料中心，氣冷空調系統仍扮演輔助角色——負責冷卻非液冷設備、維持機房整體溫濕度，以及處理 CDU 液冷無法覆蓋的殘餘熱量。

Manostar 差壓計在此場景的三大應用

• CRAC / CRAH 機組過濾器監控：監測空調過濾器前後差壓，自動告警並排程更換
• 氣流差壓平衡：確保冷熱通道隔離效果，避免熱回流（Hot Air Recirculation）
• 潔淨室正壓維持：若資料中心設有潔淨等級要求，Manostar 微差壓計可監測室內外壓差（通常 5～25 Pa）

AI 資料中心的液冷環境對壓力儀表有特殊要求，與一般工業場景不同。以下從六個維度提供選型決策框架。

選型維度一：量程設定

黃金法則：工作壓力應落在儀表量程的 25%～75% 區間。設定過高（工作壓力僅佔量程 10%）會損失精度；設定過低（工作壓力接近滿量程）則有超壓損壞風險。

選型維度二：材質相容性

液冷系統使用的冷卻液通常是去離子水（DIW）加入防腐蝕抑制劑，或乙二醇水溶液（20%～35% 濃度）。儀表濕潤件材質必須與冷卻液相容：

• 不鏽鋼 316L：最常見選擇，耐腐蝕性優異，適用大多數冷卻液配方
• Hastelloy C-276：用於高純度去離子水環境，避免金屬離子溶出污染冷卻液
• 注意：鍍鎳或黃銅材質可能與 DIW 發生電化學腐蝕，釋放金屬離子堵塞微通道冷板

選型維度三：輸出訊號與通訊協定

選型維度四：防護等級（IP Rating）

• IP65：防塵完全封閉，防水柱噴射。適合 CDU 機櫃外側安裝，有水汽環境
• IP67：防塵完全封閉，可短暫浸水（30 分鐘，1 公尺深）。推薦液冷管路近端安裝
• IP69K：高壓清洗環境。適合浸沒式液冷的清洗操作環境

選型維度五：精度等級

選型維度六：防爆與認證需求

AI 資料中心本身通常不需要防爆認證（無可燃氣體），但若資料中心設置於工廠廠區或有特殊消防要求的設施內，需確認當地法規。昶特可提供 ATEX / IECEx 認證的 WIKA 壓力儀表，滿足嚴格合規需求。

WIKA —— CDU 主迴路壓力監測首選

WIKA 作為全球工業量測領域的頂級品牌，在 CDU 領域已有完整的應用解決方案。其 CDU 專用電子感測器系列，已獲全球主要 CDU 製造商（含 Vertiv、Schneider、Motivair、Supermicro）廣泛採用。

Manostar —— 冷板微差壓量測的不二選擇

日本 Yamamoto 製 Manostar 差壓計，以超低差壓精確量測著稱，是半導體業界三十年來的信賴選擇，其特性與 AI 伺服器液冷場景高度契合。

• WO81 系列：指針式超低差壓計，量程 0～10 Pa 起，適合機房靜壓差監測
• WO81FT 系列：帶電氣接點，可設定差壓警報自動觸發
• WO71 系列：數位輸出型，可連接 SCADA / DCIM 系統，支援 4-20mA 輸出

Ashcroft —— 安裝耐壓測試與品質管控

昶特代理的 Ashcroft（美國）以高精度測試錶和工業壓力錶著稱，在 CDU 安裝驗收與定期耐壓測試中提供關鍵的量測依據。

• 1009 系列測試錶：精度 0.1% FS，ASME B40.100 認證，附可追溯校正證書
• T5500 數位測試錶：精度 0.05% FS，電池供電，適合現場流動測試
• B424 工業壓力錶：充液型，適合 CDU 泵浦出口振動較大的安裝位置

現代 AI 資料中心的液冷壓力監測，不是單純的儀表安裝，而是需要完整整合到資料中心基礎設施管理（DCIM）平台，實現集中監控、預測性維護與自動化控制。

典型整合架構

壓力異常診斷 SOP

壓力數據異常時，建議依照以下流程快速診斷根本原因：

情況一：供水壓力突然下降

• 可能原因：泵浦故障、管路洩漏、過濾器嚴重堵塞
• 處置：檢查泵浦運轉電流、切換備援泵浦、巡視管路是否有漏液跡象

情況二：供回水差壓持續升高

• 可能原因：過濾器逐漸堵塞（正常老化），或管路異物積聚
• 處置：比對差壓趨勢曲線，若超過警戒值則排程更換過濾濾芯

情況三：個別冷板差壓偏低

• 可能原因：快速接頭未完全鎖定、冷板微通道積氣或堵塞
• 處置：檢查接頭狀態、執行排氣程序、檢視冷板進出口溫差是否異常

昶特有限公司成立於 1993 年，深耕精密量測儀器領域逾 31 年，代理 WIKA（德國）、Ashcroft（美國）、Manostar（日本）、Yokogawa（日本）等國際頂尖品牌，服務台灣石化、半導體、製藥、食品、HVAC 及氫能等 500 家以上企業客戶。

面對 AI 資料中心液冷這個新興高成長市場，昶特提供：

• 技術選型諮詢：由資深應用工程師提供液冷壓力儀表的現場評估與選型建議
• 快速交貨能力：常用規格庫存現貨，急需時最快 3 個工作日交貨
• 校正與維修服務：提供 WIKA、Ashcroft 原廠授權校正，出具追溯報告
• 客製化整合方案：協助 CDU 製造商進行儀表選型、系統整合與 BOM 優化