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科普丨液冷新技术方向—MLCP(微通道水冷板)全解析

科普丨液冷新技术方向—MLCP(微通道水冷板)全解析 世界先进制造技术论坛
2025-09-25
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导读:当英伟达 Rubin GPU 的功耗突破 2300W、服务器机柜功率冲向 600KW,传统散热技术已然陷入 “

当英伟达 Rubin GPU 的功耗突破 2300W、服务器机柜功率冲向 600KW,传统散热技术已然陷入 “小马拉大车” 的困境 —— 风冷撑不起 500W 以上的单芯片需求,传统冷板式液冷也难以应对 2000W 级芯片的集中热流密度。在这一背景下,MLCP(微通道水冷板)技术作为 “散热新贵”,正成为支撑 AI 算力持续升级的关键突破口。

一、MLCP 是什么?拆解 “零距离散热” 的核心逻辑

MLCP(Micro-Channel Liquid Cooling Plate)即微通道水冷板,其核心创新在于重构了散热系统的 “结构与路径”,通过两大关键设计实现散热效率的飞跃:

1. 技术原理:从 “间接传热” 到 “零距离散热”

传统散热体系中,芯片热量需经过金属盖(IHS)、导热膏(TIM 材料)、液冷板三层介质才能被冷却液带走,每一层都存在热阻损耗。而 MLCP 技术直接将 “芯片金属盖 + 液冷板” 整合为一个单元,内部通过精密蚀刻工艺打造出30-150 微米的微通道(仅为传统流道的 1/10 甚至更小),让冷却液直接流经芯片表面。

这种设计相当于砍掉了中间的 “传热中间商”,热传递路径缩短 50% 以上,散热能力随之大幅提升 —— 目前 MLCP 已能应对 2000W + 的芯片功耗,热流密度最高可达 800W/cm²,远超传统技术的上限。

图片

2. 两大核心特征:微型化与集成化

  • 内部结构微型化:微米级流道极大增加了冷却液与芯片的接触面积,热交换效率较传统液冷板提升数倍。以 100 微米流道为例,相同体积下的散热面积是毫米级流道的 10 倍以上,相当于给芯片 “裹上了一层高效散热膜”。
  • 组件高度集成化:将均热板、水冷板、芯片封装盖板(IHS)三者整合为单一单元,不仅压缩了散热系统体积,更减少了导热界面材料(TIMs)的使用 —— 传统方案中 3-4 层界面的热阻被彻底消除,冷却液可 “直触” 热源,热阻低至 0.05℃・cm²/W 以下。

二、对比传统技术:MLCP 的 “优劣势清单”

要理解 MLCP 的价值,需先看清传统散热技术的瓶颈。通过多维度对比可见,MLCP 是为 “高功耗场景” 量身定制的方案:

技术类型

最大支持功耗(W)

典型热阻(℃・cm²/W)

相对成本(vs 风冷)

适用场景

核心局限

风冷

<500

>0.2

1 倍

传统 CPU、低功耗 GPU

高热流密度下失效,噪声大

传统冷板式液冷

500-1000

0.1-0.2

2-4 倍

英伟达 BlackWell(B200)

接触热阻高,多芯片冷却不均

MLCP

>2000

<0.05

6-10 倍

英伟达 Rubin、Feynman

制造工艺复杂,漏液风险高

从表格可见,MLCP 的优势集中在 “高功耗适配” 上 —— 当芯片功耗突破 2000W,传统技术已触及物理极限,而 MLCP 的热阻仅为传统冷板的 1/4,能轻松应对多芯片封装的集中热量。但代价也明显:成本是风冷的 6-10 倍,且面临制造与可靠性的双重挑战。

三、量产前夜:MLCP 面临的两大 “生死关”

尽管 MLCP 技术前景广阔,但目前仍处于 “测试验证期”,距离量产至少需要 3-4 个季度,核心瓶颈集中在两点:

1. 液体渗透与泄露:一次失误即 “百万损失”

MLCP 的冷却液直接接触芯片,一旦密封件老化或微通道破损,泄漏的液体可能瞬间摧毁价值数十万至数百万美元的服务器。在服务器 5-8 年的使用寿命中,如何保证密封材料的完整性、避免长期使用后的渗透风险,是厂商需突破的首要难题 —— 目前行业尚无成熟的长期可靠性验证数据。

2. 制造良率:微米级工艺的 “精度战”

MLCP 的微通道需在铜质基板上通过蚀刻工艺打造,150 微米以下的流道对蚀刻深度、精度的要求极高,稍有偏差就会导致流道堵塞或散热不均。目前台湾散热厂商(如 AVC、Auras)的送样产品良率仍不稳定,若量产良率低于 80%,成本将进一步飙升,难以支撑大规模应用。

四、50 亿美金赛道:MLCP 的市场潜力与产业进度

高成本背后,是 MLCP 巨大的市场空间。以英伟达 GB300 架构机柜为例,单个机柜需配备 126 块 MLCP(108 块主用 + 18 块备用),若单块报价 800-900 美元、年出货 5 万机柜,仅 GB300 相关市场规模就可达50 亿美金以上

从产业进度看,当前市场已进入 “送样测试期”,核心玩家的布局节奏清晰:

  • 需求端:英伟达 Rubin 平台预计 2026 年下半年导入 MLCP,Feynman 平台将全面适配,后续高功耗 GPU 均将以 MLCP 为核心散热方案。
  • 供给端:台湾 “散热三雄”(AVC、Auras、Cooler Master)已率先向英伟达送样,其中 Cooler Master 作为 GB300 冷板的最大供应商(市场份额超 55%),有望率先突破量产;全球头部厂商如 Boyd(英伟达长期合作伙伴)、Mikros(热流密度 1kW/cm²)、JetCool(支持 3000W TDP)也在加速技术迭代。
  • 价值重构:若 MLCP 全面替代传统冷板,液冷行业的价值量将提升 5-7 倍,散热组件厂商在产业链中的话语权将显著增强 —— 不再是 “附属配件供应商”,而是 “算力保障核心参与者”。

五、国内外玩家图谱:谁在抢占 MLCP 赛道?

MLCP 赛道已形成 “全球领跑 + 国内跟随” 的格局,不同企业凭借技术积累或供应链优势占据不同生态位:

1. 全球核心玩家:技术突破者

  • Mikros Technologies(Jabil 子公司):凭借 Normal Flow 微通道技术,实现冷却液垂直冲击芯片表面,热流密度处理能力超 1kW/cm²,热阻低至 0.02℃・cm²/W,是目前行业技术天花板的代表。
  • JetCool:独创微对流冷却技术,通过微型射流阵列直接冲击芯片热点,传热效率比传统通道式流动高 10 倍,可支持 3000W TDP 设备,热阻较顶级微通道板降低 3 倍。
  • Boyd:英伟达 “御用” 散热伙伴,为其最新芯片提供液冷回路与水冷板参考设计,技术成熟度高,是 MLCP 商业化的关键推动者。

2. 台湾与大陆企业:供应链卡位者

  • 台湾阵营:AVC、Auras、Cooler Master 已完成 MLCP 样品开发并送测,其中 Cooler Master 通过 GB300 冷板供应链优势,带动国内英维克、川环科技以 “代工” 身份间接切入 MLCP 产业链。
  • 大陆阵营:国内企业虽未直接参与 MLCP 核心设计,但已通过二级供应链实现卡位:
    • 工业富联:英伟达 GB300 液冷机柜核心 ODM 供应商,包揽 GPU 组、芯片基板、整机组装,深度绑定英伟达全产业链;
    • 英维克:大陆温控龙头,为 Cooler Master 供应 MLCP 相关组件,切入二级供应链;
    • 同飞股份:提供冷板式液冷全套方案,给 AVC 供货,覆盖 CDU、预制管路等关键环节;
    • 精研科技:英伟达大陆独家散热设计合作伙伴,参与 MLCP 定制研发,是国内少数触及核心技术的企业。

六、MLCP—— 算力升级的 “散热基石”

当 AI 算力进入 “千瓦级” 时代,散热已不再是 “辅助环节”,而是决定算力上限的 “核心基础设施”。MLCP 技术虽仍面临量产瓶颈,但其 2000W + 的散热能力、50 亿美金的市场空间,已使其成为液冷行业的 “新赛道”。

对于企业而言,能否突破蚀刻工艺良率、解决漏液风险,将是抢占市场的关键;对于行业而言,MLCP 的成熟不仅将推动散热技术升级,更将为 AI 大模型、算力集群的持续发展扫清 “热量障碍”。未来 3-4 个季度,随着台湾与大陆企业的量产进展落地,这条赛道或将迎来真正的 “爆发期”。






内容来源:网络

本期编辑:小艾 

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