AI 的高速发展推动算力需求持续攀升,进而带动芯片功耗显著上涨。然而,当前主流的单相冷板方案存在明显瓶颈,已难以满足 Rubin 系列算力芯片的散热需求,而液冷系统凭借高热通量、低热阻等核心优势,加之全球绿色节能理念的不断深化,逐渐成为算力中心散热方案的更优选择。
液冷系统作为AI 数据中心中保证运算中枢的基本在超高性能、更高功耗的 AI 服务器领域,液冷的未来市场持续走高。
从结构来看,液冷系统快接头主要由公头(插头)与母头(插座)组成,内部集成密封件、弹簧、锁紧机构、导向槽等关键部件。
在液冷系统运行过程中,快接头需与冷却液直接接触,并实现带液带压插拔功能 —— 要求在不借助任何工具的前提下,快速完成结合与分离动作,且无液体滴漏。
这一特性对快接头的设计提出了多重挑战:一方面,良好的尺寸精度是确保快接头与各类设备匹配度及密封性能的基础;另一方面,需在设计前期充分验证内部结构的完整性,避免因结构缺陷导致漏液,进而引发严重的质量问题。
快接头内部缺陷检查
解决方案:
ZEISS METROTOM 800可以检查内部尺寸量测解决快接头内部尺寸的问题,且无需剖切,通过虚拟切片实现对快接头整个内部结构的观察。
快接头密封圈检查
在液冷系统的快接头中,密封圈主要起密封和保障安全稳定的作用。
质量挑战:
从密封方面来讲:密封圈能够有效阻止冷却液泄露,如果冷却液泄漏,不仅会冷却效率降低,还有可能损坏电子元件。
从安全稳定方面来讲:液冷系统会有一定的压力,密封圈能够承受这种压力,确保冷却液能在一个封闭的循环系统中稳定流动。
工业CT与X射线解决方案
马路科技工业质量解决方案,针对液冷系统生产质量提供多方位的保证包括关键零部件中的内部缺陷,帮助客户洞察问题,发现气孔,夹渣,裂纹等直接导致漏液等质量隐患,从而解决问题。
ZEISS工业CT计量系统是快速和无损扫描的理想选择,可在一次X射线扫描中完成测量和缺陷分析,高密度部件也能快速处理。
结合ZEISS INSPECT X-Ray 软件利用工业CT生成的数据进行深度可视化。为提高产品产量、优化生产效率和降低总体成本带来价值和重要性。
冷板制造商的关键质量检查点
微通道水冷板(MLCP) 通过微米级流道(10-1000微米)和两相冷却技术,成为解决超高功耗芯片散热的关键路径。
MLCP技术虽前景广阔,但目前仍处于测试验证阶段,距离量产约需3-4个季度。突破工艺瓶颈、确保长期可靠性是规模化应用的关键,而高精度质量检测是保障其安全性与性能的核心支撑。
质量挑战1 翅片弯折
MLCP 微通道制造过程(如蚀刻、冲压、焊接)中的工艺控制不当,或组装时的外力冲击。内部翅片弯折会直接导致以下影响:
- 破坏微通道流道的均匀性,造成冷却液局部流速异常,降低换热效率,甚至引发芯片局部过热;
- 严重弯折可能堵塞部分流道,进一步加剧散热瓶颈,同时增加冷却液循环系统的压降,影响整体运行稳定性。
ZEISS METROTOM蔡司高分辨率无损扫描技术,精准识别内部翅片的弯折位置与程度,避免常规检测遗漏的隐患。
质量挑战2
微通道堵塞
MLCP 的微通道宽度仅 50-150μm(约为传统流道的 1/10),直接承担芯片热量交换功能,堵塞会从散热性能、系统可靠性到成本控制形成连锁,形成以下负面影响:
- 散热效率骤降,触发芯片故障堵塞会压缩冷却液流通截面,导致局部流速异常、换热面积锐减,直接打破MLCP低至 0.03℃・cm²/W的低阻散热优势。堵塞区域的热量无法及时传递,会引发芯片局部过热,轻则触发降频、性能衰减,重则导致芯片烧毁;
- 系统压力失衡,加剧设备损耗微通道堵塞会导致冷却液循环阻力激增,迫使水泵负载升高以维持流量,不仅增加能耗,还会加速泵体老化;
- 长期可靠性存隐忧即使是微小堵塞,也可能成为杂质堆积的 “核心”,在长期运行中逐渐扩大堵塞范围;同时,堵塞区域的局部高温会加速材料老化,增加通道腐蚀、开裂风险,缩短 MLCP 5-8 年的设计使用寿命。
ZEISS METROTOM蔡司高分辨率无损扫描技术,具备较大的行程,同等尺寸的工件可以实现更大的放大倍率,获取更高分辨的图像,即使是微小的堵塞也不会放过,精确定位堵塞区域。
▲图示为放大倍率逐渐增加,微通道堵塞
马路科技工业质量解决方案商,30余年的销售及服务经验,是蔡司官方授权代理商,拥有300余人的技术服务团队,丰富的产品线:CMM三坐标测量机;光学3D量测系统及自动化扫描;工业CT-X射线无损检测系统;工业智能数码显微镜;蔡司软件数字化生态系统等,助力企业实现智能化、自动化、数字化生产,提高生产效率和产品品质。