英伟达重押微通道水冷板散热,内腔检测竟卡住量产?

2025-11-24 14:33:54 来自: ITES深圳工业展 326

【导语】 英伟达正为2026年推出的下一代Vera Rubin架构AI服务器升级散热系统——他们不仅让供应商开发全新“微通道水冷板(MLCP)”,还要求收回关键部件的采购权。AI服务器对散热技术升级到底有多重要?

英伟达正为2026年推出的下一代Vera Rubin架构AI服务器升级散热系统——他们不仅让供应商开发全新“微通道水冷板(MLCP)”,还要求收回关键部件的采购权。AI服务器对散热技术升级到底有多重要?

实际上,当前服务器的单相冷板散热能力上限约为1500W,难以满足 Rubin系列算力芯片的散热需求。在Vera Rubin架构之下,英伟达面临的是高密度运算设计、极度受限的物理安装空间以及动辄超过百千瓦的机柜超高功耗带来的三重压力。

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图源/网络

这就是英伟达不得不深入介入供应链管理,以确保关键部件万无一失的重要背景之一。既然AI服务器散热如此重要,什么技术才能保障最大程度保证散热效果?英伟达指定的微通道水冷板方案又是什么?量产难度在哪儿?

液冷散热价值飙升

2024年全球数据中心液冷市场增长率达96%,规模超越19亿美元;同期,我国智算中心液冷市场规模达到184亿元,同比增长66%,2029年预计进一步达到1300亿元。据公开信息,英伟达下一代AI服务器中,液冷组件总价值逼近40万元人民币。GB300机架级AI系统的散热组件价值已高达近5万美元,比前代GB200系统提升约20%;而到了Vera Rubin平台,由于计算与交换机托盘散热需求的进一步提升,单机柜散热组件总价值预计将再增长17%,达到5.5万美元——其附加值正随着算力的飙升而“水涨船高”。


微通道水冷板的玩家都有谁?

当前,AI服务器液冷市场主要分为两大类:冷板式液冷和浸没式液冷。其中,冷板式液冷因其与现有服务器架构兼容性高、改造成本相对较低、维护便捷等特点,成为现阶段大规模部署的主流选择。

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资料来源/网络

微通道水冷板不同于以上两种,它是将高度密集的微尺度冷却液通道网络直接置于冷板基板下方或内部,直接与高功耗芯片接触。其“微通道”设计通道宽度可从几十微米到几百微米不等,通过内部细微流道,让冷却液与热源实现最大化热交换,单价也是现有散热方案的3-5倍。

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资料来源于网络

微通道水冷板身价还未上市就翻倍,市场为什么愿意买单?

微米级通道,考验不小

微通道水冷板由金属(如铜、铝)通过精密加工技术制成,其核心加工特点包括:复杂内腔结构:内部是由数十至上百条宽度仅0.1mm-0.5mm的细微流道组成的复杂网络,散热效率远超传统方案(热阻低至0.015℃/W)。

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图源/硬科技洞察

高精度要求:流道的宽度、深度、间距、粗糙度以及整体的平面度、平行度均有极高的公差要求(通常在±0.01mm以内),且微通道宽度仅为50-150μm(约为传统流道的 1/10)。密封性至关重要:水冷板需要承受长期的水压和冷热循环,其流道的完整性、焊缝或钎焊的质量不能有任何缺陷。

微通道水冷板的精密制造对后续检测技术提出了严苛挑战,如何验证这些微米级结构的质量成为生产过程中的关键环节,也是该部件攻克量产瓶颈的重要途径。

目前的微通道水冷板尚处前端验证期,也是需要和芯片直接接触的原因,面临的液体渗透、生产良率和可靠性低都需要可控:

  • 控制液体渗透:由于直接跟芯片接触,一次泄漏就可能摧毁一台价值数十万或数百万美元的服务器。在多年的使用寿命中,密封件和材料的完整性至关重要。

  • 保障生产良率和可靠性:MLCP(微通道水冷板)需要在铜质散热板上通过蚀刻工艺来形成微通道,对精密加工工艺要求极高,在量产中实现高且稳定的良率是一个巨大挑战。

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微通道堵塞检测,图源/蔡司

从结构与性能需求出发,需要微通道水冷板进行宏观尺寸(如安装孔位、整体平面度)和微观尺寸(流道截面),内部的微小气孔、毛刺、裂纹等缺陷进行全检,既要保证微米级精度,又要满足生产节拍。

否则,在测试环节未能做到百分百达标,后期这些极难发现的点就会成为是服务器运行的“定时炸弹”。

头部企业的检测方案

微通道水冷板要实现高质应用,需要完成对产品特殊结构的全方位检测。然而,该零部件由于结构复杂,完成100%检测并不容易。

蔡司 METROTOM的高分辨率无损扫描技术,能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;同时针对可能出现的微通道堵塞问题,METROTOM可以实现更大的放大倍率,获取更高分辨的图像,清晰捕捉可能出现的质量问题。

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翅片弯折检测,图源/蔡司

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图源/蔡司

对于关键的流道截面,蔡司的ATOS以及GOM系列三维扫描方案能够进行高精度的三维尺寸测量,可进一步分析流道内部的表面粗糙度、微观几何形状等。

海克斯康的Super Volume 225 高精度计量型CT检测方案,可高效完成水冷板大型面的高精度分析。在不破坏产品的条件下,针对样品内部缺陷、复杂结构件进行外部全检,实现产品从外到内的全方位检测,在电子封装、汽车复杂注塑件等内部结构检测方面有广泛应用,其技术应用思路可直接迁移至微通道水冷板的检测。

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Super Volume 225 CT,图源/海克斯康

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