中國粉體網(wǎng)訊  隨著人工智能、5G 通信以及云計算行業(yè)的迅速崛起，數(shù)據(jù)中心的算力需求不斷增長，因而極大增加了冷卻能耗。傳統(tǒng)風冷方案因散熱效率低、體積龐大等問題逐漸被液冷技術取代，尤其是液冷板技術，因其高效散熱能力和緊湊設計，成為高功率芯片熱管理的核心解決方案。

液冷板的主要類型

液冷板是間接液冷散熱中單相液冷的重要部件之一，液冷板的材料、結(jié)構(gòu)、制造工藝對散熱性能有巨大影響。目前，液冷板主要分為傳統(tǒng)液冷板、微通道液冷板、吹脹型液冷板以及多孔金屬液冷板等。

1.傳統(tǒng)液冷板

傳統(tǒng)液冷板包括鉆孔型液冷板、組裝型液冷板、焊接型液冷板和埋管型液冷板。

傳統(tǒng)液冷板結(jié)構(gòu)

2.微通道液冷板

與傳統(tǒng)液冷板類似，采用微制造技術在金屬板上加工出微通道，以組裝或焊接的方式得到組裝型微通道液冷板或焊接型微通道液冷板。微通道的當量直徑比傳統(tǒng)通道小多個數(shù)量級，其換熱系數(shù)遠大于普通流道尺寸的散熱器，能夠?qū)崿F(xiàn)小體積的高熱流密度散熱。

帶扇形凹穴的微通道散熱器結(jié)構(gòu)示意圖

3.吹脹型液冷板

采用吹脹工藝制造液冷板，可大幅降低液冷板的制造成本，同時能降低液冷板的泄漏風險。吹脹工藝在散熱領域中的研究應用多為吹脹型均熱板。

吹脹型鋁制均熱板的結(jié)構(gòu)

4.多孔金屬液冷板

泡沫金屬液冷板由泡沫金屬和冷板腔體兩部分組成，其中泡沫金屬是液冷板獲得優(yōu)良散熱性能的關鍵。泡沫金屬由于具有極高的表面積體積比、高的導熱系數(shù)，并且泡沫金屬的金屬骨架具有較強的流體混合能力，能夠有效破壞傳熱邊界層,提高流體的紊亂程度，起到顯著的強化傳熱作用，被認為是高性能緊湊型散熱器換熱器最有應用前景的材料之一。

根據(jù)孔隙特征的連通性，可將泡沫金屬分為閉孔泡沫金屬和開孔泡沫金屬兩類。

填充不同結(jié)構(gòu)參數(shù)泡沫金屬的散熱器

液冷板在高功率芯片中的應用場景

1.數(shù)據(jù)中心：數(shù)據(jù)中心包含大量的服務器，其高功率芯片在運行時會產(chǎn)生巨大的熱量。液冷板通過貼合在芯片表面，能快速將熱量帶走，提高服務器的性能和可靠性。

2.人工智能與高性能計算：在人工智能訓練和高性能計算領域，芯片需要進行大量的復雜運算，功率密度極高，液冷板能夠提供高效的散熱解決方案，保證芯片在高負荷運行下的穩(wěn)定性、提高計算效率。

3.5G通信基站：5G基站的功率放大器等芯片在工作時會產(chǎn)生大量熱量，對散熱要求嚴苛。液冷板可有效解決散熱問題，保障5G網(wǎng)絡的高效覆蓋和流暢通信。

4.電動汽車：電動汽車的電池管理系統(tǒng)和驅(qū)動電機控制器等都包含高功率芯片。液冷板可幫助這些芯片散熱，提升電動汽車的續(xù)航里程和安全性。

5.工業(yè)自動化：在工業(yè)自動化領域，如機器人控制器、工業(yè)計算機等設備中的高功率芯片，在復雜的工業(yè)環(huán)境下長時間運行需要可靠的散熱。液冷板能夠適應惡劣的工業(yè)環(huán)境，為芯片提供穩(wěn)定的散熱保障，確保工業(yè)設備的穩(wěn)定運行，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

液冷板技術的創(chuàng)新不僅是散熱效率的提升，更是高功率半導體器件邁向高效、可靠、低成本的核心驅(qū)動力。隨著國產(chǎn)化進程加速，液冷板將在新能源革命中扮演更關鍵角色。2025年5月28日，中國粉體網(wǎng)將在江蘇·蘇州舉辦“第二屆高導熱材料與應用技術大會暨導熱填料技術研討會”。屆時，我們邀請到浙江銀輪機械股份有限公司副院長陸青松出席本次大會并作題為《高功率IGBT/SiC芯片用液冷板開發(fā)與應用》的報告。本報告將介紹液冷板行業(yè)發(fā)展背景、功率模塊封裝及芯片散熱要求、芯片液冷板技術及應用前景。

個人簡介

陸青松，高級工程師，現(xiàn)任浙江銀輪機械股份有限公司副院長，主要從事IGBT、SiC芯片散熱相關技術研發(fā)及應用。

參考來源：

1.蔣紹輝等. 數(shù)據(jù)中心液冷技術的應用研究進展. 新能源進展

2.胡浩忠. 面向服務器芯片散熱的吹脹型液冷板設計及其性能研究. 華南理工大學

3.邱貴乾. 面向服務器CPU芯片散熱的泡沫銅液冷系統(tǒng)設計及性能研究. 華南理工大學

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/輕言）

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