散熱技術革命 台廠軋一腳

先探週刊 2022/10/06 12:40(54天前)
散熱技術布局成為英特爾Innovation day的亮點,台灣也有散熱廠商研發液冷技術並找到新客戶,散熱族群在擺脫封控、高庫存陰霾後,營運動能將逐步向上。

【文/周佳蓉】

國際晶片大廠英特爾剛結束為期兩天的Innovation day,除了分享AI/5G、資料中心、雲端、網路與邊緣運算、安全性等技術突破,散熱相關技術布局也成為會場中的關注亮點。

原物料波動對散熱族群影響巨大,在美國宣布升息後美元獨強、國際原料回檔修正,銅價更在三月以來大幅度下跌,從每噸報價超過一萬美元一路修正來到七六○○美元左右,銅、鋁等成本占散熱模組約三~五成,高階的熱板銅占比更高達五成以上,過去一年來的高銅價,部分廠商能以漲價反映成本壓力,但對議價能力較弱的廠商而言可說是有苦難言,如今銅價回跌也終於讓散熱族群看見曙光,還有台幣貶值的匯兌助攻,均對毛利率及業外產生正面效益。

降低PUE節能省電

近年來各大雲端業者強力布建實現「元宇宙」需要的基礎建設,持續投入資本支出加大對資料中心建置、伺服器的規格升級,如何有效率的提升能源效率,審慎評估電力使用效率(PUE)是第一步。簡單來說,PUE就是資料中心之總電力除以IT使用電力,理想的PUE比率為一.○,意即資料中心所提供的電完全用於電腦運算,但以過去的傳統機房做法,機房內有大量的電力被用於耗電量極大的冷卻空調,導致業界平均PUE甚至曾高達一.八,尤其在資料中心的機櫃能耗愈來愈高,從早期的五~十KW,如今單一機櫃熱負載超過五○~八○KW隨處可見,外國業者Vertiv就曾以功率五MW設備舉例,當PUE從一.七降到一.○五,能為企業一年省下近一億元的電費。

英特爾意識到降低伺服器PUE的重要性,先前宣布斥資七億美元,要在美國建立一個巨型實驗室,專門研究浸沒式冷卻、水資源利用及熱回收再利用問題。今年五月首度推出Open IP單相液冷式散熱參考設計,以開放式的架構幫助生態系夥伴可以加速導入英特爾方案,強化營運效率。對於散熱技術的布局,此次英特爾不僅釋出三階段規劃,從單相式往兩相浸沒式液體冷卻技術邁進,更進一步擴大與台灣ODM廠的深化合作,包括系統整合商、散熱廠商在內,英業達、神達旗下神雲、和碩及廣達等共八家業者簽署合作協議。

事實上,伺服器散熱技術在近幾年不斷更新,從最早的氣冷,到熱導管散熱、環路熱管、均溫板,再到次世代的液體冷卻與浸沒式冷卻技術,逐漸受到市場關注,資料中心常以液體冷卻做為散熱方案,概分為「直接式冷卻、液冷板冷卻及自然冷卻」三種,以液體帶到處理器做熱交換或透過水冷板中的管子進行液體流動,還有利用天然資源進行冷卻,除資料中心外,儲能、車用電子業者也開始導入液冷散熱應用。

英特爾加快浸沒水冷研發

浸沒式冷卻技術是將設備浸於不導電介質溶液,藉由不導電質的液體把熱源帶走,以溶液在被電子設備加熱時的狀態作區分,又分為「單相式與兩相式」,單相流體保持液態,而兩相流體會經歷相變變成氣體,因為浸沒式冷卻非常適合高運算量與高熱密度的使用環境,雲端資料中心供應商緯穎就曾指出,利用浸沒式冷卻將可大幅減少至少九五%氣冷,並能達兩倍以上的散熱密度,PUE值更低於一.○一,同時達成散熱和節能減碳的效果。但礙於技術難度仍處於實驗導入階段,卻已經是許多業者的新佈局目標,對台廠而言,許多透過ODM Direct與雲端服務商密切合作的伺服器代工廠,若掌握浸沒式冷卻關鍵技術,未來在國際接單的競爭力將再上一層樓。(全文未完)

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