液冷均热板散热模组制造技术

本实用新型专利技术公开一种液冷均热板散热模组，包括：液冷罩

【技术实现步骤摘要】
液冷均热板散热模组


[0001]本技术是有关于一种均热板散热模组，特别是一种液冷均热板散热模组
。

技术介绍

[0002]生成式人工智能
(Generative Artificial Intelligence
；
Generative AI)
或人工智能生成内容
(AI Generated Content
；
AIGC)
爆发式地发展速度，大幅提升高速运算力及高阶运算芯片模组的开发需求
。AIGC
的应用所需要处理的庞大数据量及处理速度，持续推动高阶
AI
服务器的需求
。
高阶
AI
服务器同时使用了较多数量的中央处理器
(CPU)
及绘图处理器
(GPU)
，且为了因应生成式人工智能
(
例如：
ChatGPT)
的高速
、
大量运算需求，所使用的高阶芯片包含的晶体管数量更是达到了
1750
亿
。
相对应于
AI
服务器芯片的高效率及高功耗，伴随而来的大量及高密度发热热源成为了散热能力的一大挑战
。
举例来说，
2018
年服务器处理器能耗仅约
180W
～
280W
，然而，目前预估
2023
年之后将倍增至
500W
以上
。
例如：r/>2022
年超微5纳米制程的
Genoa
处理器及
GPU
大厂辉达
(NVIDIA)
所推出的
A100
芯片，耗能便已高达
400W
，比前一代处理器高出了约
40
％～
50
％
。2023
年
Bergamo
处理器耗能将超过
500W
；辉达
(NVIDIA)
专为
AI
服务器所打造的新一代高阶
GPU H100
芯片，最大功率更高达
700W。
服务器所使用的芯片随着客户所采用的数量愈多，功耗也进一步叠加上去，散热解决方案的模组设计复杂度也更为提升
。
[0003]随着新一代
GPU
及
CPU
的升级，服务器运算
、AI
影像生成及电竞应用等，将成为散热产业的主要成长动能
。
从服务器散热技术来看，主要分为气冷散热
(Air Cooling)、
液冷散热
(Liquid Cooling)
以及浸没式散热
。
目前一般中阶运算的服务器主要以气冷散热为主
。
[0004]ChatGPT
或更高阶的
AI
服务器由于不断扩大的运算力，其散热能力至少须高于
700W
才足以因应
。
以辉达
(NVIDIA)A100
或
H100
的
AI
服务器来说，通常会配备4至8颗
GPU
，而每颗
GPU
将额外产生
300W
至
700W
的热能，估计整台
AI
服务器热功耗将超过
3000W。
有鉴于传统气冷散热并无法提供如此高效的散热能力，目前业界多以传统的单相浸没式冷却技术来解决高密度发热的服务器零件散热问题，但仍有
600W
的上限值
。
[0005]为能解决高速运算元件的高热耗能
、
散热能力不足以及耗能瓦数过大等散热问题，导入“液冷散热”(Liquid Cooling)
技术已成为散热解决热耗的新趋势
。
液冷散热系通过将液体冷却系统导入服务器内部，利用液体比气体更容易导热的特性，使发热元件产生的高密度热能能通过液冷主机快速传递给冷却液体，再将吸热后的冷却液体引导至室外冷却塔或散热模组，进一步将热能散逸至大气中，达到快速降温及减少耗能的效果
。
[0006]常见的液冷散热模组，通常是以一液冷罩将散热器的散热结构罩于其中，通过螺丝，将液冷罩与散热器锁合在一起以形成一腔体
。
液冷罩具有进液口及出液口，冷却液体可从进液口进入液冷罩与散热器锁合后形成的腔体内部，流经散热结构后，再从出液口流出，再经由管路流至外部散热系统，将冷却液体所携带的热量散逸
。
经由上述冷却液体不断快速地循环流动，将发热元件所产生大量的热量快速地带走，达到快速散热效果
。
然而，散热器的金属底板与发热元件接触时，由于金属底板横向导热速度受限于截面积，发热元件快
速产生的大量热量并无法有效率地横向传导至整个散热器的金属底板，造成大量的热量聚集在散热器与发热元件接触的局部区域，即便加上液冷散热，所能提升的散热能力也十分受限
。
[0007]有鉴于上述问题，本技术以铜制的均热板代替了上述散热器的金属底板，并将散热器的散热结构以一体成型方式与均热板的散热面整合
。
当贴合于均热板吸热面的发热元件产生大量热源时，热量便会快速传导至均热板，此时，存在于均热板内部空间的工作流体便会快速吸收热量，并快速汽化形成蒸气
。
均热板的散热面因接有散热器，因此当蒸气快速上升并接触接有散热器的较冷金属面时，蒸气便会再凝结成工作流体，并通过此液
‑
气
‑
液相变化的循环快速吸收并释放大量的热
。
与传统使用铜底板相比，均热板可以更快速地将集中的大量热源扩散至散热器的更大面积上，以获得更大的有效散热面积而更快速的散热
。
[0008]均热板是利用其密闭工作腔室中的工作流体的相变化来快速散热，是现阶段导热效率最高的散热方式
。
利用近真空腔室内的工作液体快速汽化及凝结过程所涉及的大量汽化潜热来实现快速散热的目的
。
均热板的导热效率可达
10000W/(m2·
℃)
以上，为传统空气对流或液体对流的导热效率的几十倍以上，当上述散热器以一体成型方式整合于均热板的散热面时，来自均热板内部的大量热量更能够快速
、
有效地传导并分散至散热结构，大大提升散热效率
。
[0009]然而，即便如此，由于上述
AI
服务器内设置更多数量
、
更高能耗的芯片模组，再加上这些
AI
服务器往往以高布置密度设置于机房中，在这样的情况下，周围环境的温度往往偏高，将容易导致气冷散热方式无法有效散逸大量散热器的热量，使散热模组散热效率不足以因应需求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种液冷均热板散热模组，其特征在于，包括：一液冷罩，包括一顶部及连接该顶部的一侧壁，该侧壁围绕该顶部以形成一容置空间，且该侧壁设置有至少一进液口及至少一出液口，该进液口及该出液口连通于该容置空间；一金属上盖板，包括有一散热外表面及一冷凝内表面，该散热外表面具有复数个柱状散热结构，且该冷凝内表面周边设有适当高度的一上边框，该上边框上设有一上通道槽，该冷凝内表面并具有相互平行排列的复数条上沟槽，其中该金属上盖板整体包含该复数个柱状散热结构是以一金属片一体成型制造而成的；一金属下盖板，包括有一吸热外表面及一蒸发内表面，该吸热外表面用以接触一放热电子元件，该蒸发内表面周边设有适当高度的一下边框，该下边框上设有一下通道槽，且该蒸发内表面具有相互平行排列的复数条下沟槽以及凸起于该复数条下沟槽之间的复数个支撑结构，其中，该金属下盖板整体包含该复数个支撑结构是以一金属片一体成型制造而成的，其中，该金属上盖板的该上边框与该金属下盖板的该下边框相互接合以形成一工作空间；且该金属上盖板的该冷凝内表面与该金属下盖板的该蒸发内表面彼此相对，该上沟槽与该下沟槽的排列相互映像重叠对齐，该复数个支撑结构从该蒸发内表面凸起延伸并接抵该冷凝内表面的该复数条上沟槽之间，以支撑该工作空间；一抽气通道，由该上通道槽与该下通道槽对应接合所构成，用以对该工作空间进行抽气；一毛细结构，设置于该复数条下沟槽内或该复数条上沟槽及该复数条下沟槽内；以及一工作流体，存在于该工作空间及该毛细结构中；其中，该液冷罩接合于该金属上盖板的该散热外表面上，且该复数个柱状散热结构设置于该容置空间内，以供一冷却液体自该进液口进入该容置空间内，并流经该复数个柱状散热结构之间而自该出液口流出
。2.
如权利要求1所述的液冷均热板散热模组，其特征在于，该金属上盖板整体包含该复数个柱状散热结构是以冷锻造方式将一金属片一体成型锻造而成的，且该金属下盖板整体包含该复数个支撑结构是以冷锻造方式将一金属片一体成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天来，王子瑜，王晟瑜，李孟育，
申请(专利权)人：塔普林克科技有限公司，
类型：新型
国别省市：