调研纪要 09月16日
微通道盖板技术:GPU散热新趋势
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近期,微通道盖板(MCL)散热方案在国内引发关注。该技术将冷却通道直接集成到芯片盖板上,通过微小流道实现高效散热,尤其适合未来高功率GPU。与传统冷板相比,MCL技术在制造工艺和封装密封方面面临显著挑战,但其更高的散热效率和紧凑性使其成为千瓦级GPU的理想选择,有望推动液冷技术价值量提升。目前,该技术尚处于产业前沿研究和验证阶段,多家厂商正在积极布局。

💡 **微通道盖板技术原理与优势**:微通道盖板(MCL)技术将冷却“直接做到芯片盖板上”,在盖板内加工微小流道,使冷却液能更贴近芯片带走热量。相较于传统冷板,MCL技术在散热效率和紧凑性上具有显著优势,特别适合未来功率高达数千瓦的GPU。

⚙️ **技术挑战与制造难点**:MCL技术的实现难度高,主要体现在两个方面:一是制造工艺复杂,需要在薄盖板上进行高精度的微通道蚀刻或加工;二是封装和密封要求极高,必须确保液体的高度可靠性以防止渗漏,这对洁净度和精度提出了更严苛的要求。

📈 **产业应用与发展前景**:尽管面临技术挑战,MCL技术预计将在2026年下半年规模应用于Rubin机柜的Compute tray。其价值量相较于传统冷板有望提升3-4倍,进一步强化液冷技术的“通胀”逻辑。目前,台湾奇宏AVC、Cooler Master等厂商正在加速布局,但最终的供应商仍取决于谁能提供可靠的产品。

🔬 **多技术路线并存与前沿探索**:除了MCL,其他散热技术如单相冷板、双相冷板、浸没式冷却以及3D打印技术也在并行发展。3D打印因其高精度和定制化能力,在微通道加工方面展现出巨大潜力。产业界正在积极探索各种散热模组的效率提升和结构优化方案。

2025-09-15 23:58 广东

今天下午由于新闻报道,micro channel-lid方案在国内又开始有了一些讨论度,这个方案的原理和基本情况可以参考9月初的段子:

液冷新技术:微通道盖板,价值量大幅跃升

- 超预期的点:Rubin 功率大幅提升,从设计之处的1800W提升到2300W, 产业链可验证。微通道盖板技术有望在2026年下半年规模应用在Ruibn机柜的Compute tray(其他地方仍用液冷板)。

- 什么是微通道盖板技术?把冷却“直接做到芯片盖板(cover plate) 上”,通过在盖板内加工微小流道,让冷却液几乎贴身带走 GPU 热量。它比传统冷板更高效、更紧凑。技术难度显著提升,一方面制造工艺复杂:在薄盖板上蚀刻/加工微通道,需要高精度制造和可靠性验证;另一方面,封装和密封:液体密封必须高度可靠,防止渗漏。

- 非常适合未来 Rubin 这种千瓦级 GPU,预计会比原先市场预期更早落地。价值量相较于传统冷板,有望提升3-4倍,液冷通胀逻辑持续强化。台湾奇宏AVC、coolermatser加速布局中。

再更新一些近期我们了解到的信息:

1、这个方案台湾和外资讨论集中在8月下旬,当时是开始传言rubin要用,可以观察台股健策的走势,健策是NV盖板核心供应商。

2、和产业交流下来,按技术成熟度排序:单相冷板>>双相冷板=浸没>MCL;按客户接受度排序:单相冷板>>双相冷板>MCL>>浸没。

3、AVC在近期外资论坛里表态需要等到Rubin Ultra才有概率采用,RUBIN整个产业链来不及,双鸿也有类似表态。

4、盖板供应商健策、冷板供应商AVC/Auras等都在做前沿研究,目前还无法判断谁能跑出,还是取决于谁能把可靠的产品做出来。冷板供应商的核心优势是此前冷板层级微通道能力以及庞大的产能量产能力,盖板供应商的核心优势是盖板产品的先发卡位。也再强调一下,目前预研的MCL方案和冷板是共存的。

5、3D打印方案从能力上能做到更精细尺寸的产品,也同属产业前沿研究方向之一。散热模组的效率提升和结构优化,包括微通道加工、仿生设计创新已经成为产业趋势。3D打印的加工精度较高,定制化能力强,能较好的满足对微通道加工的新需求。目前3D打印技术路线比较多,产业链基本上在送样试验的阶段,未来的空间广阔,关注nfgf、jskj等。

9月初的专家交流纪要:

Q:液冷芯片方案冷却路径?GB200和300的冷却路径差别?

A:单个GPU功率近1000瓦了,原来的风冷散热方案满足不了需求。全面转向液冷,微通道技术测试中。目前还是液冷为主,GB300用小的,GB200用大的液冷板。

Q:液冷板大小区别?

A:大冷板和单个水冷头区别。

Q:200和300在冷板结构、通道、材料上有差异吗?

A:大同小异,材料找的固定的人买的,流道增加散热面积在冷板内水冷头里完成热量交换再把热量带出去。

Q:材料用的石墨烯和硅片?

A:目前还是硅基为主,在测试端有用到石墨片,它把多层石墨烯石墨片叠加在一起,像切云糕一样,利用它石墨的那种单向导热性,用它来做新材料,石墨材料可以在测试环节多次的重复的使用,比较好进行自动化。

Q:英伟达新出微通道盖板?

A:微通道盖板是一个前端的技术,目前还是在测试验证当中,微通道它目前有三种方向,一种是像台积电推出的在芯片上面,用激光雕刻的办法去做出微通道,然后再用金属盖板形成一个流道,然后冷水进热水出,每分钟会有大概5~6升的一个水流量,通过这样一个大流量把热量带走。目前遇到大的技术挑战,水和金属接触,金属离子进入水中有短路风险,密封和芯片绝缘涂层要求也较高。普遍看法是3000w之上不得不用微通道;第二种是英特尔相对成熟技术,含用铟片来作为一种旱季焊料把微通道的金属盖板跟真正的芯片焊接在一起,因为带铟片的熔点比较低,而且它有一定的柔性能克服它;第三种是微喷射装置,不断的朝芯片表面去喷射液体,利用液体的流动蒸发来吸收热量,这种目前在研究,但是对于第二种的话,它成熟度要弱一点。微通道有几个技术难点,首先微通道非常细,零点零几毫米的宽度和深度;第二是洁净要求高,当下液冷对环境的要求和自身管控洁净度的要求,比如说是10万级,到了微通道,它的管控又要升级,又要更进一层,因为但凡一点点小小的灰尘都有可能会发生堵塞。

Q:三种方案都没定?

A:对,第二种小批量验证,在cooler master。

Q:第三种现在主要谁在尝试?

A:各大科研机构和高校,它有一个水路,然后保证热水进冷水出,然后在喷射的装置里面它有一些微控制阀,然后去实时的去监控芯片的温度,然后去控制流量。

Q:国内案例?

A:厦大。

Q:精度上什么技术?

A:激光雕刻。

Q:目前主流方案?

A:量产的300用水冷头。用铲齿工艺,在铜的表面上用铲子也产出一排排的细密的这种并列的齿,然后齿跟齿之间有一些流道,然后有一定的冷水,从一头进去另外一头出来,然后在这些流道之间做一个充分的换热。这个技术相当于空腔中用齿增大换热面积,相比于微通道它直径大很多,流量比微通道大。

Q:GB200和300 tim材料不会太大变化?

A:是的。

Q:石墨烯对比硅片差异大吗?

A:测出来相差不大,石墨烯单次成本高,但石墨片可以多次使用,方便做自动化设计。

Q:rubin系列整体架构和材料?

A:不会有根本性变化,都是用水冷头。液体金属方案在测试。

Q:液冷版铜铝合金?

A:铜为主,在应用端是极力避免铜跟铝在同一个管路上面的,因为铜跟铝之间它们是有电势差,有电势差以后,那就很容易产生这种加速的这种电化学腐蚀,这样就会对系统里面时间久了以后,系统里面可能会出现杂质,发生堵塞什么的,所以说基本上目前是用铜。

Q:单独用铝方案?

A:不大会,铝一般用在新能源行业,电池多一点。

Q:供应商在材料里成本占比?

A:一个gpu对应材料加起来10美金左右价值量。水冷头加周围管理,100美金/gpu价值量。大板子里有2个gpu一个cpu。

Q:微通道从产业进展角度量产难度大吗?

A:相当难度,它会有相当的难度,就刚刚才讲的,首先这个行业行业现有的产能要对现有的这种生产设备做一些升级换代,然后对这种生产工艺,对生产工艺也要重新去做一个梳理,来做一些优化。另外对这种焊接,谁能怎么样去把微通道焊接到芯片上,包括洁净度,精密度,能源的要求,设备的要求都是一个比较大的挑战。

Q:单在一个区域里价值量?

A:3000-5000美金价值量,一个托板/一层。

Q:单个板在机柜里3w美金价值量?

A:差不多。

Q:一个液冷版里gpu的tim材料价值量是10x2=20美金?

A:对的。

Q:下一代价值量会提升吗?

A:应该会有提升,但是它不会明显,因为功率增加了一点,它对应的材料的用量铜和铝会增加一点,但其实它本身它的工艺什么都是接近的,所以说它不会有一个非常很大的一个提升。

Q:水冷头价值量为什么200美金这么贵?

A:首先它对铜它材料它占有一部分,另外它有一些加工,然后后面还有涉及到一些焊接组装,然后还有一些的测试验证,测试验证另外一个厂商里面它有一定也抓了相当厚的利润。

Q:微通道在别的地方有用到过这个技术吗?

A:没有特别关注。

Q:大陆和台湾/美国差距大不大?

A:工艺区别,原理大家都懂。台积电他们可能做了三两年,他们手上也积累了很多的参数,比如说我接触到的一些大学研究机构,可能它只是基于一些几个样品的这样验证,这样对你的可能对数据的积累会有差异,然后再产业上比如说像台积电和英特尔他们他们做这个的话,已经有做过也一两年的这种单个样品的,然后拿小批量的,他在这个过程中也是经过多次反复出现各种各样的问题,然后再逐一去克服。国内这一块其实也有了,但我不知道比如说像华为公司他们做到哪一个程度了,他内部也是严格保密的,我相信他们也有在做这方面的研究。

Q:微通道两种技术方案最终供应商会完全不一样?

A:对,是这样的,就是说第一种我刚才一开始讲的第一种它落地的难度更大一点,因为它跟潜在的风险大得多,现在还在持续优化当中,像它有一个分界点,就是说3000瓦我芯片在发热功率在3000瓦以内,大家都不愿意去碰在量产中去用这种工艺,可能这2000多瓦用第二种方案也能解决了,大家觉得第二种方法在量产的,比如它的难易程度,它的可靠性会比第一种高得多。

Q:铜的焊接技术头部公司?

A:铜的水冷头的焊接,目前用钎焊技术,它其实也是通过做一个上下盖板的方式,用电焊的方式把它焊成一个整体。目前各家散热器厂商,比如说什么讯强,激活ABC他们都有自己他们自己买了焊接炉,在自己厂内焊接,然后有一些因为整个行业内产能是不够的,所以说尤其这种头也有也有找一些外发厂商来合作,基本上也是用的是钎焊的技术。

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