AI時代的散熱需求 氣冷、液冷與浸沒式技術三強鼎立新賽局

記者/黃婷容

AI時代的來臨,除了加速AI晶片強強碰撞的運算力大戰,更開啟搭載晶片的AI伺服器的散熱龐大商機,在當前的電子產品設計中,散熱技術扮演著至關重要的角色,隨著人工智慧(AI)和高性能計算(HPC)等領域的高速發展,各家大廠皆對「散熱解決方案」的需求急劇上升。其中,現有科技發展最主要的三種的散熱技術包含氣冷、液冷和浸沒式散熱,更值得關注的是「全世界散熱供應商有七成是由台廠包辦」,散熱如何成為台灣AI新賽局仍有待各台廠持續努力發展。

black CPU cooling system

只要電子設備開始運行,「散熱」首當其衝地成為最不可少的功能,其中又以「氣冷散熱」為現有技術中最常見的散熱方法,廣泛應用於各類型設備。氣冷散熱主要依賴風扇將空氣流動引入設備內部,帶走產生的熱量。氣冷系統的優勢在於結構簡單、成本相對較低,安裝和維護都較為便捷。對於大多數家用電腦或小型伺服器來說,氣冷已經足夠應對日常運行中的熱量問題。然而,隨著計算性能的提升和處理器功耗的增加,氣冷系統的散熱效率逐漸顯得不足,特別是在高負載運行下,容易出現過熱現象。

另一項新興的液冷技術正在發酵中,其提供了更高效的散熱解決方案。液冷系統使用液體作為熱傳導媒介,能夠有效地將熱量從電子元件轉移到冷卻系統中。這種方法的散熱效率顯著高於氣冷,因為液體的比熱容較高,能夠更快速地吸收和傳導熱量。液冷系統通常由水冷頭、冷卻液、散熱器和泵等組成,能夠針對高性能計算需求進行定制。雖然液冷系統的成本較高,且安裝和維護相對複雜,但其出色的散熱性能使其在伺服器、大型數據中心和高端遊戲電腦中越來越受歡迎。

浸沒式散熱則成為未來散熱技術發展的關鍵,其獨特之處在於整個電子元件「直接浸泡」在散熱液體中。這種方式能夠實現極佳的熱交換效率,因為液體能夠迅速帶走熱量並降低元件的運行溫度,適合用於大型計算中心和高效能計算機系統。然而,伺服器的電子設備是否可以長時間浸泡在介電液中,仍需要經過持續的研發與創新。隨著AI科技與晶片效能持續崛起,散熱方式與品質將成為AI產業鏈中另一波重點賽局。

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