超越節能

2026年2月10日，全球首個實現海上風電直連的海底數據中心（HIDC）示範項目在上海臨港正式啓用。

據主流媒體報道，上海臨港海底數據中心在24兆瓦滿負荷運行狀態下，每年可節約電能電約6100萬度，減少的二氧化碳排放相當於160萬棵樹一年的二氧化碳吸收量。

將數據中心沉入海底的想法並非中國首創，其科學史可以追溯到太平洋彼岸。

2015年，微軟啓動了著名的納迪克（Natick）項目，首次驗證了在冷水海域部署服務器的可行性，並於2020年宣佈實驗成功。

這一極具顛覆性的嘗試吸引了中國海洋科技追夢人的目光。海蘭信創始人申萬秋敏銳地察覺到，海洋經濟與數字經濟的結合將是未來的藍海。即便面對零起點的技術空白，中國科研團隊仍毅然投身攻關，併成功解決了微軟方案未能攻克的“高海水溫度海域自然冷卻”難題。

2023年11月下水的商用實驗艙

從珠海的小試樣機到海南的商用示範，再到如今臨港的綠電直連項目，中國不僅承接了這一前衛的科學構想，更以更復雜的工程實踐將其推向了規模化商用的現實。

然而，如果僅僅將海底數據中心看作一個沉入海中的綠色機房，則完全掩蓋了這項工程在算力基礎設施重構中的戰略野心。

上海臨港海底數據中心（HIDC）的啓用，標誌着算力正從複雜的科學設施演變成可快速部署的標準化基礎設施。它不僅是節能工程的奇蹟，更是對AI時代算力密度瓶頸的一次物理級暴力破局。

散熱工程的第一性原理

傳統陸地數據中心（IDC）正面臨一個尷尬的物理極值：散熱極限。

隨着AI大模型訓練需求呈現指數級增長，單機櫃的功率密度正在從傳統的6-10kW飆升至50-100kW甚至更高。

在陸地上，爲了壓制這些計算設備發出的熱量，工程師們必須設計極其複雜的冷卻系統給它們降溫。現在連普通的家用電腦，都需要加裝專業的液冷系統才能正常工作。爲了讓冷卻液能夠迅速降溫，我們不得不建造巨大的冷卻塔來處理散熱問題。

陸地數據中心散熱系統原理圖

這不僅僅是耗電的問題，更重要的是，系統越複雜，就越容易出現故障。

你可能想問，如果在內陸湖泊、河流或是地下水豐富的地區建設機房，同樣有充足的水源進行冷卻，這與在海底建設數據中心不是一樣的嗎？

答案仍然是：系統複雜度不同。

在內陸利用湖泊或河流冷卻時，我們仍然需要建設規模龐大的取水工程、過濾系統以及精密的水循環泵組，來強行將熱量帶走。這些裝置的運行，本身就是極其沉重的成本負擔，也是潛在故障源。

而海底數據中心的核心邏輯在於，它直接把環境變成了冷卻系統。海水作爲一種天然的、幾乎無限的熱匯，具備着無與倫比的優勢。

首先，海底數據中心徹底消滅了複雜的外部冷卻水循環系統。服務器內部通過內循環的冷卻液把熱量導出到艙壁，而海底艙則利用海水與艙壁的自然接觸進行高效熱交換。它省去了陸地水冷方案中最爲龐大、能耗最高的外部冷卻塔、大型冷凍機組和複雜的外部管網裝置。

海水的比熱容極高，能夠吸收幾乎無限的熱量而不產生明顯的局部溫升，不會像內陸小規模水體那樣面臨散熱困境。

更重要的是，在幾十米深的海底，水溫常年保持穩定，徹底消除了陸地環境因夏季高溫等氣溫波動對散熱效率的影響。

所以，海底數據中心根本不是在優化散熱系統，而是利用第一性原理，消滅了大部分的散熱系統。它將計算中心的熱管理，從複雜的機械工程問題，直接轉化爲環境問題。這無疑是算力密度釋放的終極解決方案。

從建築物到深海裝備

如果你走進臨港項目的現場，你會發現它與傳統機房完全不同。它沒有大樓、沒有空調外機、沒有值班室。它是一組巨大的、全密封的、內部充氮的預製艙。

這種形態上的變化，揭示了算力基礎設施的標準化與模塊化趨勢。海底數據中心借鑑的不是建築學的經驗，而是從潛艇工程獲得耐壓與密封技術，從深海油氣平臺獲得長效防腐與海底電力傳輸能力，以及從海洋觀測系統種獲得遠程傳感與無人運維的經驗。

這種工業級封裝帶來了可靠性的躍遷。在海底艙體內，通過充氮、全密封、無人化的環境，算力系統徹底隔離了計算機運行的三大殺手。

第一大殺手，氧氣與溼度引發的微觀腐蝕。

遭受腐蝕的電路板

在陸地機房中，空氣中的氧氣與水分是金屬接插件的宿敵。在高功率運行環境下，哪怕是極其微小的電化學腐蝕，都會增加接觸電阻，導致信號傳輸失真甚至電路擊穿。

海底數據中心的密封艙體，通過抽取氧氣並填充高純度氮氣，將電子元器件置於近乎絕對惰性的環境中，從物理底層切斷了氧化反應的發生鏈路。

第二大殺手，是靜電與積塵引發的邏輯故障。

數據中心的風機

陸地機房的風冷系統不可避免地帶入灰塵。而塵埃不僅會覆蓋散熱片降低效率，更危險的是，由於靜電吸附，灰塵顆粒可能在精密電路板上形成微小的導電橋接，引發難以排查的軟故障。海底數據中心的全密封艙體，徹底杜絕了外部粉塵的進入。

第三大殺手，是人爲干預引發的隨機風險。

不要以爲專業人士的專業管理就不會引發問題。統計數據表明，數據中心相當比例的宕機源於運維人員的誤操作。在沒有操作失誤的情況下，僅僅是簡簡單單的觸碰線纜，插拔原件，就會給精密的數據中心帶來許多不可掌控的隨機問題。

海底數據中心的密封艙，採用無人值守、整體運行的邏輯，從根源上就消滅了所有因人類活動產生的隨機波動。

在這種環境下，IT設備的故障率通常只有陸地的1/8到1/10。算力中心正從一個需要人頻繁維護的複雜系統，變成一個投產即密封、五年免維護、到期整體回收的標準化工業模塊。

資源閉環

臨港的選擇並非偶然。作爲上海的窗口、自貿區與港口樞紐，臨港的海底部署展現了四個維度的邏輯自洽，構建了一個完美的算力港口閉環。

第一維度，土地成本的結構性優化。

在寸土寸金的上海，超大規模機房的佔地成本和審批難度極大。數據中心對土地的佔用往往是不可逆的，且附加值受限。海底部署直接利用了藍色的領土，在不佔用城市核心建設用地的基礎上，實現了算力資源近乎無限的擴展能力。

第二維度，海上風電直連的能源閉環。

風力綠電直連是臨港項目的核心突破之一。傳統的電力傳輸存在海上發電、變電、遠距離輸電、陸地變電最後算力消耗的漫長鏈路，損耗巨大。臨港項目實現了“海上發電 + 海底算力”的就地轉換。這種能源和算力的強耦合模式，將不穩定的綠色電力在海洋內部直接轉化爲穩定的數據算力，避開了電網側的複雜波動。

第三維度，應對上海氣候的不穩定性。

上海作爲國際化大都市，對算力的需求極高，但上海的氣候特徵卻對陸基機房極不友好。夏季的高頻極端熱浪會壓垮冷卻系統，梅雨季節的持續高溼度極易引發設備短路。而作爲沿海城市，空氣中高濃度的鹽霧又具有極強的腐蝕性。

海底數據中心水下結構示意圖

海底恆溫、恆溼且完全密封的環境，相當於爲服務器提供了一個物理意義上的避風港，徹底隔絕了上海的氣候風險。

第四維度，海纜主幹網的貼身連接。

臨港不僅是地理上的港口，更是數字信息的主幹道。它極度貼近國際海底光纜的登陸點。海底數據中心直接部署在海纜節點附近，意味着數據無需在陸地交換機間反覆跳轉，大幅降低了國際算力出口的延遲。

這四個維度的重合，讓海底數據中心在上海臨港不只是一個實驗項目，更是一個邏輯嚴絲合縫的算力集成供應範式。

可持續發展

不止是上海的氣候對陸基機房不夠友好，在極端氣候頻發的今天，陸基數據設施的脆弱性正在日益凸顯出來。2022年歐洲極端高溫期間，多家科技巨頭的數據中心就因爲冷卻系統宕機而被迫停機。

海底數據中心模塊在運輸途中

而海底數據中心的成功，展現了這一思路天然的生存優勢。

由於其深處海底，人爲破壞和恐怖襲擊的難度呈幾何級數增加，這是物理層面的安全性。

海底環境對地面上的颱風、暴雨、熱浪等自然災害具有天然的免疫力，這是海底數據中心的天然抗災屬性。

海底數據中心採用了分佈式部署機制，即使個別模塊出現問題，整體集羣依然能夠持續運行。這讓它天然具備高可靠性。

在氣候變暖、極端天氣頻發的大背景下，海底的熱穩定性使其成爲一種真正的氣候適應型算力基礎設施。

風險與挑戰

雖然免維護設計降低了日常成本，但一旦發生災難性故障，更換模塊就需要海底打撈和水下作業，成本是極高的。海底數據中心到底能不能在長期表現上體現出經濟優勢，仍然需要拭目以待。

另外，IT芯片的生命週期通常是3-5年，而海底艙體的設計壽命可能長達15年。當芯片代際更新時，如何實現低成本的艙內升級而非整艙退役，也是工程學上的挑戰。

不過，從更高維度看，臨港海底數據中心是一個強烈的信號：算力正在從商業機房資產，升級爲國家級的戰略資產。

當一個國家開始運用深海工程技術、能源級消納方案和無人工業化模塊來構建數據中心時，說明算力已被視爲如同石油、電力一樣的底層命脈。這種算力電網的雛形，不僅是應對AI時代的必然選擇，更是提升國家算力主權和資源調度能力的核武器。

上海臨港海底數據中心不只是創新的嘗試，它是算力工程迭代到物理極限後的必然產物。它未必會完全替代陸地機房，但它在沿海高密度算力需求、綠電消納和極端氣候應對上，給出了一個極具吸引力的中國答案。