芯片级直冷,即芯片级直接冷却,简称芯片直冷,属于冷板式液冷技术方案,是一种将冷却液通过冷板直接输送至芯片表面进行散热的液冷技术。芯片级直冷的冷却液不接触电路板、元器件,为接触式间接液冷技术。
按照冷却工质的相变状态,芯片级直冷可以分为单相芯片级直冷、双相芯片级直冷两大类。单相芯片级直冷的冷却液在冷板内始终保持液态,通过显热传递吸收热量,该方案技术成熟度较高;双相芯片级直冷采用低沸点介电流体作为冷却工质,芯片产生的热量使流体在冷板内沸腾汽化,通过相变潜热实现高效散热,该方案散热效率更高,但系统复杂、成本相对更高。
凭借传热路径短、热阻低的优势,芯片级直冷能够适配超高功率密度算力设备,主要应用于AI数据中心、高性能计算(HPC)、云计算基础设施及边缘计算等场景。在AI数据中心领域,芯片级直冷已经成为应对GPU高功耗的核心散热手段。
芯片级直冷系统的核心硬件主要包括冷板、冷却液分配单元(CDU)、分歧管、快接头、管路及漏液检测系统等。其中,冷板是直接与芯片接触的关键部件,其制造涉及高导热金属基材的精密加工、内部流道设计及表面处理等工艺,为进一步提高散热性能,微通道技术受关注度不断提高。
在全球范围内,AI算力爆发式增长是芯片级直冷市场发展的最核心驱动力。2025年,全球AI数据中心芯片级直冷市场规模为12.13亿美元,预计发展到2032年将增长至69.52亿美元,期间复合年均增长率为28.33%。
新思界
行业分析人士表示,全球企业在芯片级直冷领域的布局不断深入。2025年上半年,Accelsius凭借其专有的NeuCool两相直接芯片液冷技术,实现了数据中心部署量同比五倍增长。2025年9月,微软发布了新型微流体芯片冷却技术,在硅芯片背面直接蚀刻微流通道,使冷却液贴近芯片发热源散热。AWS持续开发直接芯片冷却解决方案,将冷板直接置于处理器上,应对高密度GPU部署对传统风冷系统的挑战。
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