根據國際能源總署(IEA)預估,到2026年,全球資料中心的用電量將突破1,000兆瓦時(TWh),相當於日本一整年的用電量。為了應對日益增長的計算需求以及晶片功耗的提升,散熱技術成為關鍵課題。為此,工研院主導的先進微系統與構裝技術聯盟(AMPA)、異質整合系統級封裝開發聯盟(Hi-CHIP),與英特爾(Intel)攜手,於近日舉辦「2025超流體先進散熱技術論壇」。並邀請國內外專家、業者,共同探討高效散熱技術的最新發展,推動千瓦級晶片散熱的創新應用,並助力資料中心向永續發展邁進。
先進散熱技術應對高功耗挑戰
隨著AI、高效能運算(HPC)及雲端服務的快速發展,單一晶片封裝的散熱設計功耗(TDP)已突破1,000W,對散熱技術提出更高要求。根據Persistence Market Research調查,全球資料中心液冷市場規模將從2024年的41億美元增長至2031年的194億美元,年均複合成長率高達24.6%。這顯示液冷技術將成為資料中心散熱的主要解決方案。
工研院已開發領先業界的雙相浸沒式冷卻系統,並與產業夥伴合作驗證,實現從晶片到整體系統的完整散熱布局。該技術以均溫板(Vapor Chamber)為基礎,透過創新內部結構設計,提高垂直熱傳導能力,強化冷凝水回補機制及腔體結構,進一步提升散熱效率。目前,該技術已突破1,500W的散熱能力,為高功率晶片的應用提供可靠的解決方案。
英特爾則於2023年底推出超流體冷卻技術,突破傳統冷板散熱極限。該技術採用不導電的新型介電液,解決漏液可能損害伺服器的風險,並提升流速與熱傳導效率。此外,該技術可擴展至單相浸沒式冷卻,散熱能力同樣可達1,500W以上。為解決千瓦級晶片散熱的痛點,英特爾更提出以液態金屬搭配電磁泵取代傳統熱導管,由於該方案不含機械運動部件,因此具備較高的耐用性,有望成為下一代高效散熱解決方案。
產業生態系聯手推動創新應用
此次論壇吸引超過10家生態系合作夥伴及500多名業界人士參與,涵蓋冷卻液供應商、系統設備製造商、零組件開發商及伺服器大廠,從技術研發到應用層面,全面推動散熱技術創新。
冷卻液技術突破
BP嘉實多、陶氏化學、歐紛泰、柏斯托、光洋應用材料等企業展示最新冷卻液技術,著重於提高冷卻效能、減少能源消耗及環保永續性。其中,曼德拉全球則專注於超流體冷卻核心模組技術,為新一代散熱方案提供關鍵支持。
零組件與設備升級
阿法拉伐展出全系列板式熱交換器,提供高效能熱管理解決方案;邁萪科技與元山科技則展示相容超流體冷卻技術的零組件,確保散熱系統的穩定性與效率提升。此外,高斯寶電氣技術推出適用於浸沒式冷卻的伺服器電源供應器,並進行應用安全性評估,提升設備運行的可靠性;九谷國際科技則採用系統單晶片(SoC),最佳化機櫃散熱狀態管理,實現更精細的溫控策略。
伺服器應用落地
多家伺服器大廠已將超流體冷卻技術應用於最新產品之中。例如,鴻海將該技術導入英特爾Birch Stream平台伺服器,顯著提升散熱效率與計算密度,為高效能運算(HPC)樹立新標竿。英業達、緯穎科技則分別將該技術應用於伺服器與浸沒式冷卻方案,並搭載英特爾最新Granite Rapids處理器,展現超流體冷卻技術在提升運算效能上的優勢。
推動資料中心向高效與永續發展
「2025超流體先進散熱技術論壇」展現資料中心冷卻技術的未來發展趨勢,並促進產業合作,共同解決高功耗運算帶來的散熱挑戰。從新型冷卻液、散熱模組、零組件技術,到伺服器應用落地,整個生態系統正朝向高效能、低功耗、環保永續的方向發展。
隨著AI、HPC及雲端技術的不斷演進,資料中心的用電需求與散熱負擔將持續上升。透過超流體冷卻技術的導入,不僅能提升運算效率,還能減少能源消耗,實現更綠色永續的資料中心運作模式。未來,隨著技術的進一步成熟與應用擴展,超流體冷卻技術有望成為高效能運算與資料中心的重要標準,推動整個產業邁向更智慧、更環保的未來。