液冷材料专家小范围
2026-01-28 11:01

纪要涉及的行业或公司 * 行业:液冷散热技术,特别是面向高功率芯片(如数据中心、AI芯片)的热管理解决方案[1] * 公司:远东集团(及其子公司远东电气),提及与华为、寒武纪、NVIDIA、Google等公司的合作[2][10] 核心观点与论据 1 液冷技术发展现状与瓶颈 * 液冷技术在结构设计上已非常成熟,当前趋势是微通道液冷板(尺度越来越小)和仿生设计以提升热交换效率[3] * 发展瓶颈主要集中在材料方面[1][3] * 液冷板本体材料:当前主要使用铝合金(成本低但导热性有限)和铜基材料(高热导率,适用于高功率,但成本高)[3][5][14] * 新型材料:加入金刚石、石墨等高导热填料的金属基复合材料是未来方向,但尚处于技术突破到商业化的过渡阶段[3][14] * 另一个关键问题是芯片与冷板之间的界面材料选择,不同材料(如导热硅脂、凝胶、硅胶垫等)表现差异大,需根据需求优化[1][3] 2 决定液冷技术上限的关键因素 * 主要由两大因素决定:芯片与冷板之间的界面传热效率,以及液冷板本身的材质及其传导性能[4] * 高功率应用中存在膨胀系数匹配问题,会影响整体传热效率[4] * 在千瓦级别以上(如2000瓦以上)的高功率条件下,高效散热主要依赖于界面材质,而非单纯依靠冷板设计,改进界面材质可显著降低几十度甚至更多温度[16] 3 市场主流方案对比 * 冷板材質:主要有铝合金(成本低,导热有限)和铜基材质(适用于高功率、高密度散热点,价格昂贵)[5] * 界面填隙材料:包括导热硅脂、凝胶、硅胶垫、相变材料、石墨烯垫以及液态金属等,各有优缺点[5] * 传统硅脂/凝胶:低阻抗,但效果受厚度及温度变化限制[5] * 石墨烯垫:易开裂掉粉[5] * 液态金属:传输性能好,但化学稳定性需验证,且注入过程可能产生气孔影响效率[5][6] 4 一体化设计的优势 * 一体化设计指将热界面材料与冷板结合成一个整体,以消除两者之间的界面热阻[7] * 传统方法是物理接触贴附,仅能填补空隙;一体化设计通过化学修饰使材料与冷板通过键合或化学作用力连接,显著提升传输效率[7][9] 5 远东集团的技术方案与布局 * 一体化设计特点:将流动性的液态金属固定在结构内,通过压缩赶走气孔,并通过化学修饰将液态金属与冷板结合成整体,消除界面热阻[8][9] * 合作与关注点:与华为、寒武纪、NVIDIA、Google等公司合作或建立联合实验室,合作聚焦于高功率芯片解决方案,特别重视界面材料的创新[2][10][11] * 子公司进展:远东电气子公司提供CDR检测设备(用于验证背板和连接器电性能),已在去年12月获得一些订单,计划批量下单,目前似乎是独家供应商(需进一步核实)[12][13] 其他重要内容 1 材料性能的具体挑战 * 传统金属材料(如软银膜):在高功率、大尺寸芯片应用中,因不融化导致冷板和芯片间存在孔洞,影响热传输[6] * 液态金属:贴合度好,但需防泄漏,注入过程可能产生气孔(高温下膨胀阻碍接触),仅靠流动性不能完全解决问题[6] * 金属基复合材料:需解决不同原子之间的界面不匹配问题,以防开裂或断裂,并研究粉末冶金、压力渗透等工艺化生产方法以实现量产[14][15] 2 未来材料发展方向 * 未来方向集中在金属基复合材料,例如在铜中添加石墨烯或金刚石等高导热填料(金刚石导热率可达1000多瓦/米·开以上),以提高整体导热性能并改善膨胀系数匹配[14] * 需确保新型材料与现有系统兼容,能承受不断增加的功率需求(目前一些芯片已达2000多瓦),并关注其长期稳定性与老化问题[15][16]