先探/汽车零件厂「冷」科技革命

随着生成式AI兴起,伺服器的运算能力扶摇直上,使晶片热功耗提高,业者纷纷寻求液冷方案,不少国内汽车零件厂也嗅到切入散热零组件的商机。

文/周佳蓉

今年以来散热族群飙涨的股价表现,正好反映了散热技术近年来如何在市场被唤起的高能见度,起因于三项驱动力包括:晶片算力不断提升、各大云端服务供应商(CSP)持续投入资料中心建置,也扩大对AI伺服器的导入和投资,相继而起的耗电量增加,也让大厂开始寻求散热技术的提升和节省电力的各式解方。国际能源总署(IEA)出具报告指出,二二年全球资料中心的总能源消耗量约四六○TWh,预估到二六年该数值将翻倍,高达一千TWh,就目前资料中心用电而言,运算与散热设备就各占四○%,也凸显出散热技术的推进无疑是提升能源效率的重要拼图。

宣告液冷散热时代到来

液冷技术分为水对气(Liquid to Air)及水对水(Liquid to Liquid)两种方式,差异在于热交换方式不同,水对气优点是可直接部署在原有的资料中心,水对水的限制在于机房需设置专属冷却管线及大型冷却设备,而解热效果又高于水对气的方式。举例,辉达在今年GTC大会所发表的最强AI晶片GB200预计下半年量产,采用Blackwell架构,该晶片热功耗最高甚至来到一千二○○W,其中GB200 NVL72因为运算层采1U设计,采用水对水散热,而GB200 NVL 36为2U设计,空间较大较易散热,因此CSP业者可继续沿用资料中心内的散热设计,另还有一款针对NVL72/NVL36散热应运而生的Sidecar,为水对气(L2A)机柜,将独立散热系统建于伺服器以外的机柜,包含RPU、冷却器 Radiator、风扇、机柜等零部件,但是一台Sidecar最高只能解七五KW的热,因此一台AI伺服器需要至少两台Sidecar配置。

目前AI伺服器多半搭载3D VC气冷散热模组,其运作主要是将均热片、导热管以特殊方式排列提升解热效率,成本较低但体积大,其中,3D VC气冷的PUE(电力使用效率)最高到一.五以上,并不符合监管机构标准,目前如欧盟、中国都规定新建的资料中心PUE需低于一.三,加上3D VC仍脱离不了资料中心内部空气调节的HVAC(室内空调)系统,高耗电量就使能源使用效率受到限制。

以水对气的设计架构举例,完整的液冷系统机柜内包含水冷板(cold plate)、热交换器、风扇、帮浦及水箱等重要零件,在机柜中可看到看水冷板直接贴合于GPU上方,再透过冷却液分配单元(CDU)与分歧管(Manifold)控制水路,让水流经冷水板达到散热效果。

除了散热模组与零组件业者布局液冷散热多年,搭上AI伺服器浪潮,这几年股价不再埋没于供应链当中,而由于汽车或电动车的冷却系统与AI伺服器散热概念雷同,因此也可一并留意。

吉茂本业是制造大型车用散热器,国内市占率第一,初期从铜制程水箱起家,而后跨入铝制程水箱,公司有自有品牌Cryomax,在与全球汽车零件厂Denso合作后,则又切入售后维修(AM)外销给欧美国家。

根据年报指出,吉茂于二○二一年起开始基于「铝水箱制程」发展车用冷却系统以外的散热系统,再陆续推出「全硬焊式机油冷却器、涡轮引擎散热中冷器、家用空调蒸发器、电子业云端伺服器的散热水箱及散热冷凝器等」,更成功开发出适用于伺服器的「全铝CDU、塑铝散热器」等产品。

吉茂、万在添想像空间

由于AI伺服器对散热技术要求更高,其CDU散热的原理与汽车水箱雷同,都是为了排放管线中的废热,吉茂开发散热产品数年且还有模具厂,有别于多数竞争者自外购入水箱零部件组装后出货,从设计、开发模具、加工、生产,吉茂都能维持更好的品质控管和交期,一条龙生产的优势便浮现。市场传出,联德控股KY和吉茂合资的公司共同开发板式热交换器,吉茂角色为零件供应商,主要透过散热厂出货给像是广达等系统厂,搭载于冷却液监控主机(CDU)内,并持续送样中。(全文未完)

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