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石墨烯/碳納米管復(fù)合基板量產(chǎn)！AI芯片散熱率突破500W/m
蘇州納米所開發(fā)的石墨烯/碳納米管（G/CNT）復(fù)合基板已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，熱導(dǎo)率達(dá)526W/mK，較傳統(tǒng)Al?O?基板（28W/mK）提升18倍。這一突破直接解決了AI芯片（如H100）因功耗超400W導(dǎo)致的熱密度過高問題，某頭部服務(wù)器廠商采用該基板后，數(shù)據(jù)中心PUE從1.58降至1.12。
一、材料革新：從“被動(dòng)散熱”到“主動(dòng)導(dǎo)熱”
復(fù)合基板的重要優(yōu)勢源于三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建：
1. 納米級界面優(yōu)化：通過等離子體處理使G/CNT與環(huán)氧樹脂的界面熱阻降低70%，熱傳導(dǎo)路徑更順暢；
2.梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：基板表層CNT含量80%（高導(dǎo)熱），底層石墨烯含量60%（柔韌性），兼顧散熱與抗彎折需求；
3.金屬化工藝突破：采用磁控濺射技術(shù)在納米材料表面沉積5μm厚的銅層，附著力達(dá)5N/cm，滿足SMT焊接要求。
二、實(shí)測數(shù)據(jù)對比
在某AI訓(xùn)練服務(wù)器中，搭載G/CNT基板的GPU模塊：
|
指標(biāo) |
傳統(tǒng)基板 |
復(fù)合基板 |
改善幅度 |
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結(jié)溫 |
92℃ |
68℃ |
↓26.1% |
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頻率穩(wěn)定性 |
1.8GHz波動(dòng)±5% |
2.4GHz波動(dòng)±1% |
↑33.3%/波動(dòng) ↓80% |
|
壽命 |
3萬小時(shí) |
10萬小時(shí) |
↑233% |
三、散熱方案重構(gòu)
某云計(jì)算廠商采用“復(fù)合基板+微通道液冷”組合方案，實(shí)現(xiàn)：
1. 散熱效率提升：熱阻從0.5℃/W降至0.12℃/W，液冷流量需求減少40%；
2. 成本優(yōu)化：取消傳統(tǒng)方案中的風(fēng)扇陣列（占服務(wù)器成本15%），并降低冷卻液用量；
3. 空間釋放：散熱模組體積縮小60%，服務(wù)器算力密度提升至2.5PetaFLOPS/U。
四、采購決策建議
當(dāng)前G/CNT基板單價(jià)約800元/平方分米（傳統(tǒng)基板150元），但全生命周期成本優(yōu)勢明顯：
1.TCO測算：以1萬臺服務(wù)器為例，3年可節(jié)省電費(fèi)1.2億元，超過基板采購溢價(jià)（6500萬元）；
2. 供應(yīng)商選擇：優(yōu)先考慮具備卷對卷生產(chǎn)能力的企業(yè)（如常州第六元素），其產(chǎn)能達(dá)5000平方米/月，交期較實(shí)驗(yàn)室樣品縮短80%；
3. 測試要點(diǎn)：重點(diǎn)關(guān)注熱循環(huán)測試（-40℃~125℃，1000次）后的熱導(dǎo)率衰減率（應(yīng)＜5%）。
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