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(来源:纪要研报地)
Q:液冷技术迭代和基本情况?
A:材料是铝合金和铜,结构上多样,趋势是液冷材料占比90%。微通道液冷板是趋势,越来越小,设计的很精巧,比如仿生结构,树叶脉络和血管,提高换热效率。液冷分为2部位,首先是冷板本体材料,比如铝合金用于汽车热管理;铜基特点热导率高很多,一般用于芯片,散热能力是铝2倍以上,是超高散热首选。冷板材料更高性能,铜基热导率很高,复合材料,参入导热材料,金刚石,石墨来提升整体的散热。对于冷板目前还是技术突破到商业化落地阶段。第二部分,冷板与芯片直接接触。热界面材料,是现在的关键所在。
Q:决定未来液冷上限?
A:结构多种多样,微通道和仿生通道,根本是材料本身上面,大功率芯片能往下传,第一个就是界面材料,芯片传给冷板。第二冷板材料传给冷却液,散热上限发展瓶颈主要是材料。
Q:市面上各家材料方案对比?
A:冷板材料:目前市面上都是单品,要么是铝合金要么是铜基,铝合金热导率受限;铜基
适合高功率芯片;第二个变量是界面材料,各家有各家方案,市场上导热硅、石墨烯导热各自五花八门。对于高功率芯片,目前很多家的冷板是单一,对应一个热界面,热界面有供应商的,但这其中有很多问题要考虑。
一些材料比如导热硅等,热导值0.0几,但真正在使用过程中能否发挥有问题。高功率用硅基或者半导体材料,有很大的膨胀不匹配性。它本身热阻会很大,而测试的环境是很薄的,实际场景会用厚度较高的。
石墨烯:碳基,要提高导热率,需要聚合物胶把每个石墨烯片连在一起,要平衡材料之间用量,用少了容易开裂,石墨烯和金属是异质材料,有屏障,会出现漏电,污染等行为。
液态金属:软铟箔,金属材料比较软,贴合度高,熔点高,实际上在冷板和芯片之间孔洞多,影响热传输,不是最优。
整体来看,比较好的是液态金属,需要垫图去防止液态金属泄露。
好的方案:一体化设计,把冷板和材料形成一个整体,整个市场远东股份提出这个,有产品送样了。冷板材料和铜基,金刚石铜,远东对材料深挖。
Q:远东股份?
A:主要是热界面材料本身和冷板形成一体,主要目的是消除冷板和界面材料的热阻。很多
做冷板的公司不考虑材料,考虑的大多数行业的基础环境下的测试的材料。远东在设计的时候考虑到了。把液态金属做成结构,把流动的液态金属固定在冷板里,接触非常紧密,本身有压缩性,把里面气孔压走,减少热阻;一体化,液态金属用化学法键合在冷板里,比简单的物理接触大幅度提升。
Q:除了NV外还有别的布局吗?
A:国外:谷歌,谷歌液冷自研,也在对接,成立联合实验室。国内:华为服务器,数据中心;寒武纪,合作交流。国内芯片包括gpu,没有国外公司那么高,但国内势头明确,功率芯片提升会非常快。
Q:测试设备?
A:远东电气tdr检测设备,正交背板测阻抗的,12月份拿到订单,全球独拱。
Q:未来液冷板发展,需要什么样的材料?
A:主流是铜基,铝合金因为轻,比铜轻很多,适用于汽车,不锈钢用于耐腐蚀场合。不锈钢远远不及锏,对于数据中心,铜是目前最佳选择。未来液冷材料,材料是上限,下一步铜的复合材料,金属级复合材料。铜本身400瓦左右导热率,添加高导热的材料,非金属石墨烯或金刚石,远超铜,金刚石有1000多瓦,填入铜里能做高导热,同时也能解决膨胀问题。
难度在于铜是金属,重原子,金刚石和石墨烯是碳基材料,轻原子,重原子和轻原子是不匹配的,热因力会导致材料断裂,下一代材料主要是攻克这个问题。再是工艺,比如粉末冶金,再考虑量产。
Q:液冷板材料革新高功率芯片整个界面材料难度体现在哪方面?
A:两种材料之间的不同,金刚石表面活化,在考虑什么条件下与金属铜接触,即不能让金刚石石墨化,又要让金刚石和铜键合。对于界面材料,金属级复合材料,要考虑芯片高温高功率的弯折,能否耐受,能否填满空隙。
Q:材料和结构分别能优化多少度的温度和比例?
A:2000瓦以上,贡献普遍在界面材料上,功率越大,材料贡献更加突出,达到几十度的贡献。
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