液冷电子器件市场正在迅速成长

电子器件冷却领域现在越来越普遍承认液冷是远超气冷的技术解决方案。虽然液冷有优势,但是部分数据中心使用气液“混合”冷却系统。混合冷却系统依靠液体去除大功率组件产生的热量,同时使用气体冷却低功率组件。

尽管如此,电子组件的小型化正在创造对液冷系统的新需求,尤其是尽量减少外部连接的集成系统。不过,实现集成可能为现有液冷系统带来挑战。大部分液冷系统依靠外部泵、连接管和微细加工的散热器,这些散热器需要一定成本才能重新建造。

 

液冷初创公司响应 OCP 倡议

今年,两家初创公司在开放计算项目 (OCP) 支持下在开创性创新技术基础上引入了新的液冷设计。该项目是一个开放性的硬件项目,作用是让液冷得到更广泛的采用,并介绍了超大规模的计算提供商的需求以及边缘计算领域的新应用。Google 现已采用液冷来冷却人工智能硬件。去年,OCP 打造了高级冷却解决方案项目以响应行业对液冷协作的需求。

 

Submer 的 SmartPodX

一家初创公司 Submer Immersion Cooling 在近期于圣何塞举办的 OCP“2019 峰会”上展出了它的产品。它的沉浸冷却技术可以管理超过 100 kW 的极端功率密度。该公司表示,它将使 IT 硬件的使用寿命延长 20% 至 50%。服务器会垂直插入 Submer 外壳中的介电液内。SmartPodX 平台可以容纳 OCP 所用的标准 19 英寸轨道或 21 英寸轨道。Submer 表示,自去年发布开始,它已经部署了“数 MW”的 SmartPod 的沉浸式冷却能力,支持 HPC、电信、能源、主机代管和区块链客户的工作负载。其中最让人瞩目的部署之一是大型强子碰撞型加速装置所在地 CERN 的部署。

 

ZutaCore 的“HyperCool2”

以色列的 ZutaCore 开发了“HyperCool2”技术,据该公司称,此技术是首个与 LinkedIn 支持的数据中心硬件 Open19 标准兼容的液冷解决方案。该系列的配置与传统液冷类似。然而,ZutaCore 使用两相冷却,借此让芯片散发的热量通过液体接触散发,而液体因热量蒸发。该冷却系统包含一个服务器套件,其中有增强成核蒸发 (ENE) 模块和将冷却剂带到处理器的闭环系统,冷却剂在处理器的位置沸腾以去除热量。该系统还配备了智能制冷剂分配单元 (S-RDU)、智能排热单元 (S-HRU) 和管理系统的软件包。

 

3M 介电冷却

另一方面,总部位于美国的工业集团 3M 公司 2 月演示了如何使用自己旗下品牌 Novec® 649 液体来冷却 PC。该工程液体的沸点为 49°C,是最近一次成功独立试验的主角,该试验将 25.4 平方毫米的热源置于 Novec 液体中进行两相沉浸式冷却。英特尔和 SGI 已经试验过使用这种方法以 3M 的低沸点介电液来冷却服务器和超级计算机。3M 称:“由于有多样的沸点、低粘度和高介电强度,3M Novec 工程液体适合清洁、热传递和其他应用。”“HyperCool2”使用 3M 的 Novec 介电液冷却剂而不是水。

 

使用镓铟锡合金的液冷

同时,澳大利亚皇家墨尔本理工大学的 Jiu Yang Zhu、Shi-Yang Tang、Khashayar Khoshmanesh 和 Kamran Ghorbani 对一种液冷系统进行了研究,证实该系统是具有成本效益的解决方案。他们指出,将一小滴液体金属 Galinstan 置于热点上会使该金属液滴充满能量,从而形成跨液滴的表面张力梯度。

图片来源:澳大利亚维多利亚皇家墨尔本理工大学工程学院 Jiu Yang Zhu、Shi-Yang Tang、Khashayar Khoshmanesh* 和 Kamran Ghorbani

 

这会诱发液滴表面产生马拉高尼效应,从而在冷却渠道中让冷却介质产生高流速。这个导热系数高的液体金属会扩大热传导表面,并促进热量耗散,使局部热点快速冷却。研究人员称:“我们的技术通过简单的制造和组装流程促进了定制液冷系统的实现,而且没有任何会造成高流速和低功率消耗的移动部件。”

 

前景

与液冷相比,计算机密度的提高将让气冷变得越来越不可行。2018 年至 2023 年间,工程液体市场预计将以 8.8% 的年复合增长率增长,从 2018 年的 8.54 亿美元增长至 13.04 亿美元。在市场的所有子部门中,预计热传导液体(冷却)行业的年复合增长率最高。

Larry

作者:
Larry Feng

作者简介:

自1995年起,Larry在摩托罗拉半导体(后为飞思卡尔半导体)、亚德诺半导体(ADI)和易络盟电子(Element14)负责亚太区市场推广和在线销售。在为集成电路企业工作过的20多年间,撰写了大量的各类集成电路产品介绍和技术文章、行业分析等,为集成电路企业树立了良好的企业形象和品牌。

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