3D科學(xué)谷洞察

傳統(tǒng)切削只能做簡單直通道，而3D打印可一次成型TPMS晶格、微鰭片、湍流誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)等復(fù)雜幾何，把冷板傳熱面積、流量、壓降、熱阻同步優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)“傳統(tǒng)手段無法企及”的散熱極限。從CoolestDC、緯穎（Wiwynn）到其陽（AEWIN）等廠商的銅質(zhì)3D打印冷板已在CPU、GPU、AI服務(wù)器、兩相浸沒系統(tǒng)中批量裝機(jī)，宣告3D打印散熱方案不再是實(shí)驗(yàn)室概念，而是解決AI高功率密度芯片散熱問題的現(xiàn)實(shí)路徑。”

01.國際頂級學(xué)術(shù)會(huì)議，3D打印技術(shù)逐漸成為熱管理新寵

兩年一屆的全球電子熱管理領(lǐng)域頂級學(xué)術(shù)會(huì)議ITHERM，于5月27日-30日在美國達(dá)拉斯舉辦，會(huì)議還專門開展了ASME K-16/IEEE EPS冷板設(shè)計(jì)大賽活動(dòng)。本項(xiàng)賽事旨在激發(fā)學(xué)生們的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，推動(dòng)增材制造技術(shù)（3D打?。┰跓峁芾眍I(lǐng)域的應(yīng)用。

02.3D打印技術(shù)在服務(wù)器散熱的技術(shù)應(yīng)用

服務(wù)器液冷板的內(nèi)部 結(jié)構(gòu)對熱傳導(dǎo)效率有很大影響，最佳的設(shè)計(jì)可最大限度地?cái)U(kuò)大冷板與 CPU 或 GPU 等熱部件之間的熱交換面積，從而確保高效傳熱。例如，冷板內(nèi)部的微通道或鰭片可增強(qiáng)熱量的擴(kuò)散，從而實(shí)現(xiàn)更好的散熱性能。冷板內(nèi)的流動(dòng)模式和湍流誘導(dǎo)特征經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，可確保冷卻液有效吸收和帶走熱量。最大限度地增加接觸面、增大表面積、優(yōu)化流動(dòng)模式并選擇合適的導(dǎo)熱材料，所有這些都能提高冷卻性能。

3D 打印可在冷板內(nèi)精確設(shè)計(jì)復(fù)雜的幾何形狀，如三周期最小表面 (TPMS) 晶格微通道和湍流誘導(dǎo)特征。這樣就能創(chuàng)建復(fù)雜的定制結(jié)構(gòu)，優(yōu)化冷板內(nèi)部結(jié)構(gòu)與冷卻液的換熱。另外，3D 打印技術(shù)利用復(fù)雜的模擬仿真，通過實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)加工手段無法制造的精細(xì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)冷板內(nèi)部結(jié)構(gòu)對流量、壓降、熱阻、效率的多重優(yōu)化。

▲Diabatix ColdStream 平臺(tái)給出的CPU冷板設(shè)計(jì)

▲Fabric8Labs的3D打印冷板

03.3D打印冷板在冷板&浸沒服務(wù)器的應(yīng)用

目前人工智能（AI）技術(shù)的迅猛發(fā)展推動(dòng)芯片算力飛躍式增長，但高功率密度帶來的散熱挑戰(zhàn)已成為數(shù)據(jù)中心及高性能計(jì)算系統(tǒng)的核心瓶頸?；瘜W(xué)增材制造技術(shù)的銅制微結(jié)構(gòu)冷板方案，已經(jīng)不是前沿的學(xué)術(shù)研究，而是逐漸落地走向商業(yè)化的新一代芯片熱管理技術(shù)，為下一代AI芯片熱管理開辟新路徑。下方是知名3D打印廠商EOS和Fabric8Labs在AI服務(wù)器冷板和浸沒液冷領(lǐng)域的應(yīng)用案列。

01.CoolestDC

世界上首個(gè)安裝在服務(wù)器 CPU（AMD EPYC 7352 2.30 GHz）上的無泄漏一體式冷板，增材制造 使用了EOS Copper CuCP 材料的 AMCM M 2901kW 系統(tǒng)。該項(xiàng)目聯(lián)合新加坡本土液冷公司CoolestDC合作。

▲EOS公司生產(chǎn)的3D打印冷板

02.緯穎液冷服務(wù)器

今年英偉達(dá)GTC大會(huì)上全球服務(wù)器OEM大廠緯穎展出了與Fabric8Lab s合作開發(fā)3.5kW 3D打印技術(shù)液冷板。該冷板解決方案采用參數(shù)優(yōu)化的翅片結(jié)構(gòu)，可將冷卻液引導(dǎo)至熱點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的熱工水力性能、均勻的芯片溫度分布，以及比傳統(tǒng)切削微通道技術(shù)高出 48% 的熱性能提升。

Wiwynn 服務(wù)器總監(jiān)Lentis Pai表示?！斑@款先進(jìn)的解決方案擁有卓越的散熱性能，可增強(qiáng)液冷能力，可應(yīng)對下一代人工智能數(shù)據(jù)中心面臨的嚴(yán)峻散熱挑戰(zhàn)。

▲Wiwynn和 Fabric8Labs的開發(fā)的服務(wù)器3D打印冷板

03.其陽AEWIN兩相浸沒液冷服務(wù)器

在 Compu tex 中國臺(tái)灣廠商 AEWIN 其陽科技科技展示了使Fabric8Labs 的 3D打印技術(shù)制造的兩相冷板和浸沒板，熱性能提升了 1.3°C/100W，有效表面積擴(kuò)大了 超900%。

AEWIN 先進(jìn)技術(shù)研發(fā)部總監(jiān)劉博士表示：“隨著數(shù)據(jù)和邊緣 AI 復(fù)雜度的指數(shù)級增長，我們迫切需要本地化的高性能計(jì)算能力。借助 ECAM 技術(shù)，我們在系統(tǒng)級設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)了重大突破，顯著提升了能效比和總體擁有成本?！?/p>

▲Fabric8Labs的兩相浸沒冷板

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