傳熱提升80%！中國(guó)突破芯片“熱墻”，或擺脫進(jìn)口依賴

【文/觀察者網(wǎng) 張菁娟】

隨著算力產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，新一代芯片的功率密度大幅提升、發(fā)熱量顯著增加，芯片的“熱墻”（thermal wall）已成為制約全球算力產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵瓶頸。

在這一賽道上，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所功能碳素材料團(tuán)隊(duì)近日取得重大突破。該團(tuán)隊(duì)制備的高導(dǎo)熱金剛石/銅散熱模組，已成功應(yīng)用于全球首個(gè)兆瓦級(jí)相變浸沒(méi)液冷整機(jī)柜解決方案C8000 V3.0，可使芯片模組傳熱能力提升80%，并助力芯片性能提升10%。

寧波材料所在官網(wǎng)上寫(xiě)道，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)高端散熱材料高度依賴進(jìn)口，導(dǎo)熱效率與成本問(wèn)題直接影響算力基礎(chǔ)設(shè)施的自主可控水平。攻克極端熱管技術(shù)難題，研發(fā)更高性能的先進(jìn)熱管理材料，構(gòu)建自主可控的熱管理材料產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)保障我國(guó)算力產(chǎn)業(yè)安全、提升核心競(jìng)爭(zhēng)力具有重要戰(zhàn)略意義。

面對(duì)這一產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)與國(guó)家需求，該團(tuán)隊(duì)依托自主研發(fā)的高效率3D復(fù)合技術(shù)與規(guī)模化制備工藝，通過(guò)“基礎(chǔ)研究—中試驗(yàn)證—產(chǎn)業(yè)推廣”全鏈條布局，系統(tǒng)攻克了金剛石銅復(fù)合材料在“分散難”“加工難”“表面處理難”等方面的制造卡點(diǎn)，成功研制出熱導(dǎo)率突破1000W/mK的金剛石銅復(fù)合材料，在導(dǎo)熱率、熱膨脹匹配及加工精度等關(guān)鍵指標(biāo)上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

香港英文媒體《南華早報(bào)》報(bào)道稱，銅作為常用工程金屬中導(dǎo)熱性能突出的材料，熱導(dǎo)率為400W/mK，而金剛石具有超高導(dǎo)熱性能，熱導(dǎo)率約為2000W/mK。

金剛石/銅高導(dǎo)熱復(fù)合材料 中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所

寧波材料所表示，該款復(fù)合材料已在國(guó)家超算互聯(lián)網(wǎng)核心節(jié)點(diǎn)重大科技平臺(tái)實(shí)現(xiàn)集群部署，標(biāo)志著金剛石/銅高導(dǎo)熱復(fù)合材料在算力芯片熱控領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全球首次大規(guī)模應(yīng)用。

曙光數(shù)創(chuàng)總裁何繼盛上周發(fā)布C8000V3.0時(shí)表示，當(dāng)前傳統(tǒng)散熱與供電架構(gòu)正逼近物理極限，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵制約。推動(dòng)從“以服務(wù)器為中心”到“以基礎(chǔ)設(shè)施為中心”的范式革命，是支撐超大規(guī)模智算集群建設(shè)的必然選擇。

曙光數(shù)創(chuàng)資深技術(shù)專家黃元峰認(rèn)為，金剛石銅未來(lái)發(fā)展?jié)摿薮螅缭诮饎偸~中加入更多金剛石摻雜，有望獲得更好的散熱收益。未來(lái)金剛石一定是算力芯片、數(shù)據(jù)中心散熱方案的首選材料。

據(jù)了解，我國(guó)金剛石單晶產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的90%以上，其中河南省人造金剛石產(chǎn)量占到80%。市場(chǎng)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，2028年全球金剛石散熱市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到172至483億元。

據(jù)《南華早報(bào)》報(bào)道，曙光數(shù)創(chuàng)已搭建了散熱設(shè)備開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，將面向芯片、服務(wù)器、集成商與算力運(yùn)營(yíng)商等開(kāi)放核心接口與測(cè)試環(huán)境，協(xié)同攻克兼容性難題，加快行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定，降低國(guó)產(chǎn)高端智能算力基礎(chǔ)設(shè)施的部署門(mén)檻，推動(dòng)開(kāi)放生態(tài)體系建設(shè)。

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