作者简介科技自媒体优质创作者个人主页莱歌数字-CSDN博客公众号莱歌数字B站同名个人微信yanshanYH211、985硕士从业16年从事结构设计、热设计、售前、产品设计、项目管理等工作涉足消费电子、新能源、医疗设备、制药信息化、核工业等领域。熟练运用Flotherm、FloEFD、XT、Icepak、Fluent等ANSYS、西门子系列CAE软件解决问题与验证方案设计十多年技术培训经验。专题课程Flotherm电阻膜自冷散热设计90分钟实操Flotherm通信电源风冷仿真教程实操基于FloTHERM电池热仿真瞬态分析基于Flotherm的逆变器风冷热设计零基础到精通实操站在高处重新理解散热。更多资讯请关注B站/公众号【莱歌数字】有视频教程~~本期内容来源国海证券分析报告需要原稿的关注公众号后台发送“芯片散热”即可领取包含冷板液冷服务器设计白皮书。仅供了解行业及方案用不做任何投资参考依据。不管是天命打工人还是投资人都需要了解行业、技术方向等信息才能更好的把握未来的命脉......工作需要脚踏实地人生需要仰望星空。核心要点AI算力发展与政策PUE等驱动下芯片级散热将从热管/VC转向更高效的3DVC与液冷芯片级散热有望打开成长空间。电子设备发热的本质原因就是工作能量转化为热能的过程。散热是为解决高性能计算设备中的热管理问题而设计的它们通过直接在芯片或处理器表面移除热量来优化设备性能并延长使用寿命。随着芯片功耗的提升散热技术从一维热管的线式均温到二维VC的平面均温发展到三维的一体式均温即3D VC技术路径最后发展到液冷技术。主要散热技术从风冷到液冷冷板到浸没式散热技术包括风冷与液冷两类。风冷技术中热管与VC的散热能力较低3D VC散热上限扩至1000W均需搭配风扇进行散热技术简单、便宜适用于大多数设备。液冷技术具备更高散热效率包括冷板式与浸没式两类其中冷板式为间接冷却初始投资中等运维成本较低相对成熟英伟达GB200 NVL72采用冷板式液冷解决方案浸没式为直接冷却技术要求较高运营维护成本较高曙光数创研发“1拖2”双相浸没液冷结构。AI算力发展与政策PUE等驱动下芯片级散热将从热管/VC转向更高效的3DVC与冷板芯片级散热有望打开成长空间、迎量价齐升。相关公司1芯片散热曙光数创、飞荣达、中航光电、立讯精密、中石科技、思泉新材2数据中心散热英维克、高澜股份、申菱环境、佳力图、朗威股份、依米康、同飞股份、川润股份、润泽科技、科华数据、网宿科技3服务器整机浪潮信息、中科曙光、工业富联、华勤技术、紫光股份、中兴通讯、软通动力、神州数码、烽火通信、中国长城等。据《电子芯片散热技术的研究现状及发展前景》如对于稳定持续工作的电子芯片最高温度不能超过85 ℃温度过高会导致芯片损坏。芯片散热革新浸没式散热效果好冷板式更为成熟根据ODCC《冷板液冷服务器设计白皮书》综合考量初始投资成本、可维护性、PUE 效果以及产业成熟度等因素冷板式和单相浸没式相较其他液冷技术更有优势是当前业界的主流解决方案。热管高效传热器件适用大功率和空间小场景热管也称为Heat Pipe是一种高效的传热器件。它能够通过内部工作流体的相变过程快速地将热量从一端传递到另一端其结构简单由密闭容器、毛细结构、工作流体组成。VC相比热管具备更高的导热效率与灵活性VC均温板全称为Vapor Chamber即真空腔均热板散热技术是一种比热管更先进、更高效的导热元件尤其在处理高密度电子设备的热管理问题时表现出色。相比热管VC的导热效率与灵活度更强。铜的导热系数为401W/m.k热管可以达到5000~8000 W/m‧k而均热板则可以达到20000~10000W/m‧k甚至更高。热管是一维导热受其形状显示。而均热板形状则不受限制可以根据芯片的布局设计任意形状甚至可以兼容处于不同高度的多个热源的散热。3D VC具备高效散热、均匀温度分布、减少热点优势3D VC基础知识与应用场景3D VC三维两相均温技术是利用热管与均温板蒸汽腔体贯通的散热技术。3D VC具有“高效散热、均匀温度分布、减少热点”等解热优势可满足大功率器件解热、高热流密度区域均温的瓶颈需求也可以保证获得更强的超频性能以及超频后的系统稳定性。对比热管/均温板间导热是把热量传递至二次组装的多根热管/均温板存在接触热阻以及铜本身的热阻而3D VC通过三维结构连通下内部液体相变、热扩散直接、高效地将芯片热量传递至齿片远端散热。冷板式液冷需改造服务器渗透率逐渐提升冷板式服务器需要对服务器进行管路、结构等改造如浪潮信息基于2U四节点高密计算服务器i24新增多块冷板与CPU、I/0、内存等发热单元接触也设置多条管路在内与冷板连通、在外连接机柜级别的分歧管道实现系统中95%左右热量通过冷板接触热源由液体直接带走剩余5%左右热量经由PSU电源后置的风液式换热器里面的冷却水带走。单相浸没实现服务器全液冷技术难度较高单相浸没液冷机柜是将液冷服务器内置于Tank内部CDU与Tank之间由管道链接下部管道输送低温冷却介质到t ank内液冷介质吸收了液冷服务器的热量温度上升后流回CDU热量由CDU带走。此种结构可实现服务器的全液冷无风扇的设计使功率密度更高相比风冷PUE更低。但技术难度较高渗透率相对较低。阿里云布局浸没式液冷系统2016年阿里云发布首套浸没式液冷系统于2017年完成浸没式液冷集群构建2018年建成首个互联网液冷数据中心2020年打造中国最大规模的单相浸没式液冷数据中心暨全国首座5A级绿色液冷数据中心。双相浸没技术要求较高可大幅提升系统功率密度1“1拖2”单元结构由中间CDM液冷柜和左右两侧计算机柜构成。两侧机柜内服务器产生的热量由中间CDM液冷机柜带走。中间液冷柜内集成CDM、循环管路等系统。此种结构可以大幅度提升系统功率密度降低数据中心建设难度。2刀片式相变浸没腔独立可插拔设计完全解耦节点与节点之间的热循环路径使得每一个节点都可以进行独立的插拔方便用户对单独的节点进行硬件升级或维护。3芯片强化沸腾散热设计由于服务器内主芯片功率较高芯片表面需要进行强化沸腾处理以增加其表面的气化核心增强相变换热效率。曙光数创的浸没相变液冷数据中心基础设施产品对芯片采用了强化沸腾封装的方式换热区域采用高密翅片来强化沸腾界面的沸腾换热最高可实现100W/cm²以上的散热密度。