AI数据中心散热，解锁新路径

Mikros Technologies与Carbice Corporation正将原本应用于国际空间站的技术进行改良，用以解决AI数据中心的散热难题。

Mikros首席执行官Drew Matter与Carbice首席执行官Baratunde Cola在接受《电子工程时报》独家采访时表示，AI数据中心芯片散热压力持续加大，市场对液冷方案以及新型热界面材料（TIMs）的需求不断攀升，Carbice生产的碳纳米管散热配件便是其中之一。

两位高管认为，旗下散热产品能够避免设备过热引发的性能降频问题。今年5月7日，美国弗吉尼亚州一处亚马逊数据中心便因设备过热出现停运事故，据报道，此次故障对加密货币交易所Coinbase等多家企业造成影响。数据中心运营商通常会采用性能降频的方式调控设备温度、功耗与业务流量，但这种方式会产生高昂代价，还会带来长期性能受损、品牌口碑下滑等问题。美国工程服务企业Ketchum&Walton的数据显示，服务器过热触发紧急散热降频后，每小时停机造成的损失最高可达54万美元。

总部位于华盛顿的非营利机构环境与能源研究协会指出，到2030年，美国数据中心用电量占全美年度总耗电量的比重将接近12%，数据中心用电负荷已对美国电网形成不小压力。

博通

博通已携手Mikros合作研发3.5D XDSiP堆叠芯片平台，该平台融合2.5D与3D集成技术，助力AI行业客户定制开发专用加速器（XPU）与计算专用集成电路。

Mikros首席执行官Drew Matter表示：“博通正在研发下一代XPU产品，这类产品将在未来数年赋能推理算力产业，而博通也希望我们成为核心散热合作伙伴，为这类超高功耗芯片解决散热难题。”

Mikros于2025年被捷普集团收购，三十年前该企业就曾为国际空间站设计高功率密度电子设备散热方案，如今正把相关技术落地应用于高性能计算与AI领域。

博通AI系统开发副总裁KenKutzler在4月发布的公告中称：“通过与Mikros及捷普达成合作，我们能够为研发5千瓦级定制XPU产品的客户搭建完善的高性能散热生态。其微通道散热技术可从芯片层面降低热阻，充分释放专用芯片的全部性能，打通芯片至冷却设备的一体化液冷通路，这也是下一代高密度AI数据中心发展的核心刚需。”

液冷技术趋势

Drew Matter称，新一代数据中心正逐步摒弃效率偏低的风冷模式，全面转向液冷方案。风冷数据中心大量电力都耗费在风扇与空调设备运行上，改用液冷可减少超三分之一的无效能耗。

他表示：“未来三年推出的各类芯片，在设计阶段便已适配液冷架构。预计三至五年内，液冷将成为行业主流。从全生命周期来看，采用液冷方案单机柜轻松可节省超百万美元运营成本。”该企业自研的Mikro Matrix冷板设计，能够依据下一代显卡的功耗分布精准分配冷却液。“这套设计可实现芯片全域均匀散热，依托像素式散热布局，面对具备多功耗分区的新款显卡，我们还能针对性调整散热布局，进一步提升整体散热效率。”

美满电子

Mikros同时还与美满电子联合开展共封装光学芯片定制化设计。Drew Matter介绍：“行业正推动光学器件向芯片端集成，我们设计的一体化冷板，可同时为主芯片以及周边光学器件同步散热。光模块本身发热量远不及中央处理器与图形处理器，但紧贴显卡部署后极易受其热量影响，因此交换机芯片也必须做好散热管控。”

美满电子此前在行业博客中提到，搭载Mikros相关散热技术完成液冷升级后，AI数据中心可进一步提升机柜部署密度。

美满电子表示，依托Mikro Matrix矩阵式微通道架构，散热流道垂直贴合芯片表面，大幅扩大冷板有效散热接触面积，散热能力实现显著提升，进而支撑更高机柜密度布局。Drew Matter补充道：“客户在采用博通、美满电子等厂商芯片进行项目研发时，我们也可同步配合完成各类散热定制化开发工作。”

Carbice

Carbice创始人Baratunde Cola从事卫星领域碳纳米管散热材料供货业务已有七年左右。他表示：“几乎所有头部卫星企业都在不同程度采用我们的散热材料，正式入局计算硬件领域后，我们最先瞄准的便是电竞硬件市场。”

去年起，Carbice开始向电竞设备厂商Cyberpower供应碳纳米管热界面材料。Baratunde Cola称：“今年我们配套供货的中央处理器数量将突破50万颗。”

据其介绍，该企业研发的竖向排布碳纳米管结构，可将自然对流散热表面积提升一万倍以上。区别于其他热界面材料，碳纳米管材质能够牢牢贴合固定冷板与芯片表面。“这是一种物理结构解决方案，”Baratunde Cola说道，“该材料外观如同竖立的卷曲条状结构，具备伸缩形变能力。芯片由多种材质制成，工作时会因热胀冷缩出现曲面形变，这也是芯片制造过程中无法规避的热膨胀差异问题。传统散热材料在冷板与芯片的贴合位置极易出现故障隐患，受材质粘度与应力影响，设备会无规律出现性能降频、意外故障等问题。”

他指出，异构集成架构下硬件叠层结构愈发复杂，芯片曲面形变带来的散热贴合难题也愈发突出。“我们的散热材料可跟随芯片形变同步调整形态，全程保持紧密贴合，产品使用方式简单，即撕即贴。”

Carbice将于亚特兰大佐治亚理工学院附近新建生产基地，Baratunde Cola长期在该校担任热管理相关专业教授。新工厂投产后，企业产能将较往年提升两倍，可充分满足捷普、伟创力等代工厂的供货需求。

他透露：“我们的散热材料已在佐治亚理工学院数据中心投入实际应用，该校与英伟达达成合作，可优先拿到英伟达最新芯片，相关产品已稳定搭载英伟达芯片运行三年，各类故障数据均已完成实测统计。”

目前主流热界面材料包含导热硅脂、导热垫片、相变材料、碳纳米管材料以及石墨散热材料等多个品类。Drew Matter表示：“对接博通这类行业客户时，我们会结合实际需求匹配最合适的热界面材料，依据产品尺寸、散热性能、适配公差等条件，在各类散热材料中择优选用。”

他认为，Carbice旗下碳纳米管热界面材料的核心优势，在于能够长期适配芯片运行过程中的各类形态变化。“我们双方合作密切，其产品性能优异，在诸多场景中实用性极强。不同客户会根据自身硬件架构，指定适配的热界面材料，部分项目优先选用碳纳米管方案，也有项目会根据整机散热设计选择其他类型散热介质。”