產品應用:創新技術方案:3DVC 鋁製微流道熱虹吸散熱技術
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一項創新解決方案:採用3DVC 鋁製微流道熱虹吸散熱技術,有效克服傳統 3D VC 在高熱通量下工作流體回流不足的限制。
在材料與結構方面,該技術以微流道熱交換器取代傳統銅管,不僅降低成本,亦大幅提升鰭片與空氣間的熱交換效率。
待解決的關鍵問題
NVIDIA H100 晶片的熱設計功耗(TDP)約為 700 至 800W,對散熱系統提出極大挑戰。
銅3D VC 的內部運作原理:毛細結構驅動液相工作流體回流至熱源上方,實現相變散熱。然而,
毛細結構本身造成的流動阻力,會限制液體回流效率,進而影響整體最大熱傳輸能力。
因此,在現有設計與材料條件下,3D VC 的散熱上限仍難以突破 900W,成為進一步提升效能的主要瓶頸。
毛細熱管的沸騰限制
當熱管蒸發端吸收熱量時,液體會相變為氣體。
然而,若熱通量過高,液體可能無法及時補充,導致蒸發區域乾涸(Dry-out)現象,即為沸騰限制所致。
毛細結構的回液能力對於此限制具有關鍵影響。根據多年研究經驗,採用重力驅動的熱虹吸式熱管(Thermosyphon),其蒸發端可承受更高
的輸入熱量(Qmax),展現優於毛細驅動熱管的熱傳極限能力。
技術價值
- 高階 AI 晶片散熱需求迫切提升
以 NVIDIA 最新一代 Blackwell GPU 為例
其單顆晶片發熱量已超過 1200W,對散熱系統的挑戰前所未有,因此開發更高效能的散熱技術與產品已刻不容緩。
- 傳統氣冷散熱面臨極限
目前伺服器所採用的最高階氣冷技術為 3D Vapor Chamber(3D VC),但受限於毛細結構所帶來的流動阻力,導致其最大熱傳能力
無法突破 900W。此外,熱管後段鰭片的無效區域會造成空氣側整體熱阻升高,進一步限制整體散熱效能。
- 創新技術突破現有限制
開發的 3D 鋁製微流道熱虹吸散熱技術,已完成設計模擬與樣品測試,並驗證其可行性,為具高度潛力的未來研發方向。
核心優勢如下:
- 空氣側:鰭片端單位面積之移熱能力顯著提升,整體熱阻降低約 15%。
- 管內雙相流體循環:熱虹吸設計克服毛細結構的沸騰限制,最大熱傳能力(Qmax)可達 1200W(提升 33%)
產品圖示
實驗數據
