液冷材料专家小范围液冷系列520260127

1 、液冷技术发展现状与瓶颈、液冷技术发展现状与瓶颈· 液冷结构发展成熟度与趋势：液冷技术在结构层面已发展多年，目前已十分成熟，针对铝合金、铜等主流材料，结构设计形式多样。当前液冷结构的演进呈现精细化、仿生一体化趋势，如模仿树叶脉络、血管树状分型流道的设计，可提升换热效率。不过液冷结构设计虽有多样创新，但仍存在局限，材料才是推动液冷技术突破的核心关键。 液冷材料专家小范围–液冷系列5 260127录音中没有分析师信息1 、液冷技术发展现状与瓶颈、液冷技术发展现状与瓶颈· 液冷结构发展成熟度与趋势：液冷技术在结构层面已发展多年，目前已十分成熟，针对铝合金、铜等主流材料，结构设计形式多样。当前液冷结构的演进呈现精细化、仿生一体化趋势，如模仿树叶脉络、血管树状分型流道的设计，可提升换热效率。不过液冷结构设计虽有多样创新，但仍存在局限，材料才是推动液冷技术突破的核心关键。 ·冷板本体材料的应用与探索：冷板本体材料是影响液冷技术的核心要素之一，目前主流材料为铝合金、铜等。其中铝合金一般用于新能源汽车热管理场景；铜基材料热导率更高，散热能力是铝合金的两倍以上，是超高热流密度场景下的首选，多用于高功率芯片散热。为进一步提升性能，行业探索在铜基材料中添加金刚石、石墨等高热导材料以增强热导率，这类金属基复合材料已实现小量化生产，但目前仍处于从技术突破到商业化生产的过渡阶段。 ·热界面材料的关键作用：热界面材料是芯片与冷板之间的过渡填隙材料，作为连接两者的核心层，可最大程度发挥冷板性能，是液冷技术中的关键环节。未来液冷技术的上限根本上取决于材料，热界面材料是热量从芯片传递到冷板的第一关，能否实现有效热传递是当前液冷技术需突破的重要问题，同时冷板本体材料的热传递效率和热膨胀匹配性也是决定液冷技术上限的核心因素。 2、主流液冷材料方案对比分析、主流液冷材料方案对比分析· 冷板本体主流材料特性：目前市面提供的冷板均为单品，主流材料为铝合金和铜基材料两类。其中铝合金冷板是市场主流选择，但存在热导率有限的短板；铜基材料适用于高热密度场景。这两类材料是当前冷板领域的核心选择，各自 依托性能特点适配不同需求。 ·热界面材料方案优劣势对比：当前热界面材料类型多样，不同材料在高功率芯片场景下适配性差异显著：a.导热硅脂、导热凝胶、硅胶垫等：实验室测试热阻可达0.0几，但高功率芯片场景中，硅基芯片与金属冷板膨胀系数不匹配，需一定厚度的材料吸收热应力，而这类材料热导率仅几瓦每米·k，实际热阻大幅提升，适配性存疑；b.石墨烯碳基导热垫：热导率可达百瓦、200瓦甚至更高，但为提升热导率需减少胶水量，导致材料易开裂、掉粉，易引发漏电、污染等问题；c.液态金属：软银薄熔点高，贴合冷板与芯片时孔洞多，影响热传输；流动态液态金属贴合度好，但需密封圈防止泄漏。 ·液冷一体化设计的探索：为适配功率持续提升的芯片，降低热阻以实现冷板与芯片的无缝连接，一体化设计成为较优方向。该设计通过将冷板与热界面材料整合为整体，消除二者间的界面热阻，仅需关注界面材料与芯片之间的热阻，可最大限度降低热阻影响。远东集团已推出此类一体化设计方案，并有部分产品送样。同时，冷板材料也在与热界面材料匹配升级，如铜基、金刚石铜复合材料等，不少企业正深挖材料性能推进落地，一体化设计成为下一代冷板技术的重要发展方向。 3、液冷一体化设计的内涵与实现、液冷一体化设计的内涵与实现·一体化设计的核心内涵：液冷一体化设计核心是将热界面材料与冷板整合考量，目标是消除二者间的界面热阻。 当前多数厂商采用分离式设计，仅提供冷板或散热方案，未结合热界面材料协同设计，多采购通用材料匹配冷板，且未针对百瓦、千瓦级高功率芯片的实际场景考量适配性。在高功率芯片场景下，冷板即便针对热源热点做了针对性散热设计，若热界面材料性能不匹配，热量将无 法有效传导至冷板，冷板散热作用将完全失效。因此，一体化设计强调冷板与热界面材料的协同适配，是未来冷板设计的重要方向。 ·远东集团一体化方案细节：不同热界面材料各有优劣：硅脂热阻低、贴合与填缝性较好，但本体热阻有短板；石墨烯导热率可观且具一定压缩性，但存在掉粉问题，且与金属冷板属异质材料，传热有屏障；金属间传热无屏障，液态金属是理想选择，但纯液态金属界面热阻大，带密封圈的流动性液态金属应用中，芯片与冷板间易形成气孔，受热膨胀后会阻隔接触、增大热阻、降低传热效率。远东集团的一体化方案针对性解决上述问题：a.对液态金属进行结构化处理，既固定流动的液态金属，又增强其与芯片、冷板的贴合度，通过压紧冷板与芯片可排出气孔，尽可能减少因工艺不足产生的热阻；b.采用化学修饰方法将结构化液态金属与冷板结合，区别于传统物理接触式贴附材料（仅起填隙作用），化学结合形成的作用力大幅提升传热效率，这一技术路径有别于导热硅脂、 导热垫、石墨烯等传统材料的应用模式。 4、远东集团的合作布局与技术储备、远东集团的合作布局与技术储备·国内外合作与客户布局：远东集团在芯片行业拥有广泛的海内外合作布局，与众多海内外芯片及科技领域知名企 业建立了合作关系。海外方面，除与NVIDIA开展合作外，还与拥有自研业务的Google完成对接并成立联合实验室；国内方面，正与涉及服务器、数据中心业务的华为，以及在AI芯片领域具备特色的寒武纪开展合作交流，布局相关业务。对比海内外芯片发展情况，国内当前大尺寸GPU芯片的功率低于海外头部企业，不过国内芯片设计发展速度十分迅猛，功率水平有望快速跟上海外企业步伐。基于行业发展趋势，远东集团正积极进行技术储备，与国内如华为这类航母级企业洽谈下一代高功率芯片的液冷技术 解决方案。在技术布局具体方向上，除针对新品热图进行针对性结构设计外，远东集团还对界面材料创新高度关注，冷板与芯片的连接材料问题是海内外相关企业共同关注的核心议题，材料技术突破对相关业务推进至关重要，远东集团对材料创新的重视也体现了其技术布局的前瞻性。 5、液冷材料的现状与未来方向、液冷材料的现状与未来方向· 当前主流液冷材料特性：当前液冷板主流材料包括铜基材料、铝合金、不锈钢三类，各材料特性与适用场景差异明显：a.铜基材料：热导率约400W/(m·K)，导热性能优异，是高功率芯片、数据中心等场景的最优选择；b.铝合金：重量远轻于铜基材料，适配新能源汽车轻量化需求，但热导率显著低于铜基；c.不锈钢：耐腐蚀性突出，适用于有耐腐蚀需求的场景，但热导率远不及铜基材料，在高功率场景下性能受限。 ·下一代液冷材料探索方向：下一代液冷材料核心探索方向为金属基复合材料，这类材料具备多重优势：一方面，通过在铜基或铝基材料中添加高导热填料可显著提升热导率，例如金刚石热导率可达1000多W/(m·K)，远高于铜基材料；另一方面，可改善纯金属的膨胀系数匹配问题，纯铜膨胀系数远大于硅、氮化镓等半导体材料，易导致大尺寸芯片出现翘曲、热应力等问题，而金属基复合材料可同时优化导热率与膨胀系数，适配高功率芯片需求。不过，金属基复合材料研发应用仍面临关键瓶颈：一是界面匹配问题，石墨烯、金刚石等碳基材料（轻原子）与铜、铝等金属（重原子）属性不匹配，易在界面处因热应力引发开裂、脆裂等现象，阻碍热量传导，这是首要攻克的难题；二是工艺化与量产问题，需通过粉末冶金、压力渗透等工艺实现材料制备，解决量产技术瓶颈后，才能推广应用于冷板材料，尤其是高功率芯片场景。 6、液冷材料革新的技术难点、液冷材料革新的技术难点· 冷板复合材料的技术瓶颈：金属基冷板复合材料的研发核心难点是界面匹配问题，这类材料与建筑材料有一定相似性，冷板材料中金刚石、石墨烯等填料与金属的界面连接是关键，需克服不同材料在膨胀系数、导热性、导电性等方面的差异，实现稳固连接。其中存在核心温度兼容矛盾：铜的融化温度约上千度，而金刚石在该温度下易发生石墨化，导致金刚石性能改变，因此研发需兼顾两者需求，既要防止金刚石石墨化，又要实现铜与金刚石的化学键合，提升材料结合力，确保在芯片工作温度下界面不易出现热应力变化，同时充分利用金刚石高导热性将热能顺畅传导至铜中，减少热传递障碍。金刚石表面活化方法、活化后工艺条件控制，以及有效键合的技术路径，是高功率芯片背景下，冷板材料研发在工艺和化学材料层面需首要解决的难题。 ·热界面材料的适配难题：在高功率芯片发展趋势下，热界面材料面临多重适配难题。下一代金属基复合材料发展中，需与热界面材料匹配融合，同时适配高功率芯片使用需求：a.随着芯片功率提升（目前已有企业做到2000多瓦）、尺寸增大，高温高功率环境下芯片易翘曲，热沉材料需耐受相应高温，同时填补芯片与冷板间纳米、微米级的凹凸孔隙；b.需保障热界面材料可靠性，避免在高温、高功率环境下与冷板或界面发生反应，出现老化等问题。此外，热界面材料与新型冷板材料的协同适配，也是材料工艺研发及技术发展的重点方向。 7、液冷材料与结构的散热优化、液冷材料与结构的散热优化·散热温度优化的贡献占比：针对棱板本体材料、界面材料及结构设计对高功率芯片散热温度的优化效果问题，具 体温度优化数值需结合场景计算，仅能做定性分析。当芯片功率达到2千瓦以上时，冷板设计与界面材料对芯片温度降低 的贡献存在明显差异，界面材料是核心影响因素，而非冷板设计。原因在于当前冷板设计已针对热点散热形成最优解，随着芯片功率不断提升，热量从芯片传导至冷板的环节成为散热关键，界面材料在该环节的贡献愈发突出，其对温度降低的贡献往往能达到十几甚至几十度。 Q&AQ:液冷技术目前的发展情况，及发展瓶颈和亟待解决的问题有哪些？液冷技术目前的发展情况，及发展瓶颈和亟待解决的问题有哪些？ A:液冷技术发展多年，结构已成熟，材料主要局限于铝合金、铜，趋势是结构精细化，微通道液冷板为当前主流，通道尺度越做越小，通过仿生流道提高换热效率，且会针对特定芯片热图设计特有结构，但存在局限。发展瓶颈主要在材料，分为两部分：一是冷板本体材料，铝合金多用于新能源汽车热管理，铜基材料热导率更高，是高功率芯片散热的首选，目前正探索通过掺入金刚石、石墨等材料提升金属基材料的热导率，相关金属基复合材料已有小批量生产，但冷板材料仍处于技术突破到商业化生产的过渡阶段；二是热界面材料，作为连接芯片与冷板的填隙材料，其选择是亟待解决的瓶颈，直接影响冷板性能的最大化发挥。 Q:未来决定液冷技术上限的因素有哪些？未来决定液冷技术上限的因素有哪些？ A:结构设计可通过微通道、仿生通道等优化散热效率，但液冷技术的上限主要取决于材料突破，具体涉及两方面：一是界面材料能否有效将芯片热量传递至冷板；二是冷板材料本身的导热效率及与芯片、冷却源的热膨胀系数匹配度，这些均需新型材料解决。 Q:市面上各家冷板及界面材料的方案对比情况如何？市面上各家冷板及界面材料的方案对比情况如何？ A:市面上冷板材料以铝合金和铜基为主，铝合金为目前主流但热导率有限，铜 基更适合高热密度场景。界面材料包含导热硅脂、导热凝胶、导热硅胶垫、石墨烯碳基导热垫、液态金属等，其中导热硅脂等虽标称热阻低，但高功率下因芯片与冷板热膨胀系数不匹配需增加厚度，实际热阻较大；石墨烯碳基导热垫易出现开裂、掉粉问题；液态金属贴合度较好但需解决泄漏问题。目前较好的方案是一体化设计，同时冷板材料本身也在优化，如金刚石铜等复合材料的落地，从分离式向一体化设计是下一代冷板的突破方向。 Q:远东集团的冷板产品除英伟达外，在海外及国内还有哪些合作布局？远东集团的冷板产品除英伟达外，在海外及国内还有哪些合作布局？A:远东集团与海外的Google成立联合实验室，与国内的华为、寒武纪有合作交流。国内芯片及GPU大尺寸芯片功率目前低于国外，但发展速度快，远东集团在做技术储备，正与华为等公司洽谈下一代高功率芯片液冷解决方案，同时关注界面材料及冷板相关材料的创新。 Q:公司刚出的业绩预告中提到远东相关测试设备，其具体进价情况如何？公司刚出的业绩预告中提到远东相关测试设备，其具体进价情况如何？A:远东电气子公司官网介绍的CDR检测设备用于验证背板、连接器等的电