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AI加速下的半導體散熱革命:液冷技術解析 | 三建產業資訊

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AI加速下的半導體散熱革命:液冷技術解析

AI加速下的半導體散熱革命:液冷技術解析

人工智慧(AI)技術爆炸性成長,高階GPU和ASIC的運算能力持續飆升,這也將其功耗(TDP, Thermal Design Power)推向了新的極限。當前頂級 AI 晶片的功耗已達700W,而國際研究機構預測,下一代AI核心將輕鬆突破1,000W大關。在這樣的趨勢下,傳統的氣冷散熱技術已瀕臨極限,液體冷卻(Liquid Cooling)已成為業界熱門。

兩大主流技術

當前的液冷技術主要分為兩大派:

A. 直接液體冷卻 (Direct Liquid Cooling, DLC)

  • 概念: 利用冷卻板(Cold Plates)直接貼合在高熱元件(如 CPU、GPU、HBM 記憶體)頂部,通過水或專用冷卻液循環帶走熱量。
  • 優勢: 部署相對靈活,可以較容易地整合到現有資料中心的機架中,適用於需要局部優化散熱的場景。
  • 趨勢: 市場重點在於冷卻板的設計效率和冷卻劑分配單元(CDU, Coolant Distribution Unit)的精準控制。

B. 浸沒式冷卻 (Immersion Cooling)

  • 概念: 將整個伺服器或計算單元完全浸入一種特殊的、不導電的介電冷卻液中。
  • 優勢: 散熱效率極高,能夠均勻冷卻所有元件,並能大幅降低資料中心的 PUE (Power Usage Effectiveness) 值,實現最高的能源效率。
  • 趨勢: 雖然初期投資成本較高,但因其卓越的能效表現,正成為超大型 AI 資料中心和追求綠色運算的最終解決方案。