3D打印行业分析：响应AI芯片散热革命，3D打印液冷板前景广阔.pdf

3D打印行业分析：响应AI芯片散热革命，3D打印液冷板前景广阔。冷板式液冷有望成为数据中心主流散热方案：从历史数据看，仅冷却一项可占到数据中心电耗的 40%，随着 GPU 热设 计功耗的不断提升，传统风冷散热开始面临瓶颈，而液冷的散热效率远高于风冷，尤其是采用微通道液冷天花板更高， 根据英伟达数据，通过部署液体冷却的 GB200 NVL72 系统，一个 50 兆瓦的超大规模数据中心每年可节省超过 400 万 美元。根据中国信息通信研究院数据，2024 年我国智算中心液冷市场规模达到 184 亿元，同比增长 66%，2029 年 预计进一步达到 1300 亿元，液冷市场需求有望迎来爆发。其中冷板式液冷是应用最广的液冷方式，作为一种间接液 冷方式通过装有液体的铜/铝导热金属构成的封闭腔体来进行导热，由于服务器芯片等发热器件不用直接接触液体， 所以该系统不需对整套机房设备进行重新改造设计，可操作性更强，因此冷板式液冷成熟度最高、应用最广泛。

3D 打印有望成为液冷板制造最优技术路线：

3D 打印具备传统机加工没有的制造优势，尤其适合液冷板制造：液冷板常见设计方案包括铲齿式、管道式、曲折式、 针状式、微通道等，其中铲齿式是目前数据中心场景中占比最高的类型。3D 打印首先解放了流道设计限制，流道设计 可以通过拓扑优化、仿生设计复杂化以改善散热性能，而 3D 打印加工由于是分层制造其加工时间、成本对结构设计 变化不敏感，反之 CNC/铲齿加工在这方面受到加大的限制；同时传统液冷板主要通过钎焊、扩散焊等工艺完成焊接， 其结构强度、连接处热阻弱于 3D 打印的一体化成型。

微通道液冷板成为新趋势，3D 打印优势进一步放大：根据锦富技术信息，其开发的 0.08mm 微通道液冷板已获得某台 湾客户的订单，已用于 B200 芯片的液冷散热系统，针对下一代 B300 芯片的适配方案也已完成多轮送样测试，反馈良 好，进入生产准备阶段，通过微通道技术进一步增强散热性能大势所趋。一般将当量直径低于 1mm 的散热器定义为微 通道散热器，由于微通道液冷板涉及极小尺寸的立体复杂结构制造（尤其是要实现仿生流道设计），传统铲齿、微铣 削、微电火花加工、微冲压等制造工艺均存在较大限制，受到材料厚度和几何结构复杂程度的限制，难以加工出深宽 比大和结构复杂的沟槽，3D 打印的加工优势将进一步放大，并且可避免焊接过程导致微通道结构尺寸改变的问题。目 前产业主要通过铲齿工艺进行加工，后续或向 3D 打印技术过渡。

铜材料打印较难但可突破，产业已有 3D 打印液冷板产品落地：铜由于对场景 3D 打印设备所使用的红光波段有较高的 反射率难以加工，但产业已有采用绿光激光器、蓝光激光器的设备方案，可以显著降低铜的反射率。目前 CoolestDC 基于于 EOS DMLS 技术和高密度 EOS Copper CuCP 工艺开发一体式冷板，可承受 6bar 以上水压让 GPU 工作温度降低近 50%；Fabric8Labs 采用独特的电化学增材制造（ECAM）技术打印高精度冷板，可实现对芯片热点区域的精准冷却，性 能显著高于采用铲齿工艺的微通道冷板；希禾增材通过绿光 3D 打印技术实现微通道液冷板制造，打印件最小壁厚可 达 0.05mm，致密度超过 99.8%。整体来看，3D 打印液冷板产业化落地是大势所趋。