问题:随着高算力芯片服务器、数据中心及高端装备中的应用加快——器件集成度和功耗同步上升——芯片热流密度持续攀升。散热能力不足会直接导致降频、能效下降、可靠性衰减等问题,成为影响算力硬件性能发挥的关键因素。传统散热材料与加工方式在热导率、结构复杂度和小型化集成上逐渐遇到瓶颈,尤其是芯片级散热器“高导热材料+高效流道结构”的一体化制造,行业亟需更易规模化的路径。 原因:一方面,常规铜基材料虽然导热性能较好,但更高热流密度和局部热点条件下,仅靠提升材料导热已难以满足需求;另一上,微通道、异形内腔等强化换热结构能明显提升散热效率,但对制造精度、内部一致性和成本控制提出更高要求。传统切削、焊接、扩散连接等工艺复杂流道、轻量化以及批量一致性上存限制,研发周期长、试错成本高。 影响:在国家会展中心(上海)举行的第十八届上海粉末冶金产业论坛上,三帝科技携粘结剂喷射金属/陶瓷、选区激光熔化金属打印等方案参展,并在金属基粉末及复合材料论坛上就芯片级散热器的增材制造进行专题交流。企业展示的铜金刚石散热器及异型微通道结构产品,引发与会代表对“复合材料高导热+三维流道强化换热”路线的关注。业内人士认为,若有关工艺实现稳定量产,将为高功率电子器件散热提供新的工程化选择,并有望带动服务器液冷部件、功率器件封装及高端装备热管理等应用。 对策:据介绍,三帝科技基于粘结剂喷射成形路线,围绕粉体铺放、粉床致密度、高分辨喷射系统、粘结剂配方以及脱脂烧结等关键环节完善工艺体系,并通过后处理过程的控形控性提升金属与陶瓷成品的一致性和可靠性。企业表示,已形成覆盖多材料体系的配方与工艺储备,可满足多品种、小批量的敏捷制造需求,并引入仿真预测等工程手段缩短开发周期。在应用落地上,企业采取分场景配置:面向科研与芯片热设计验证,提供科研级设备支持快速迭代;面向液冷服务器等制造端,提供包含设备、专用粉末/粘结剂与工艺包内的集成方案,以降低客户工艺开发成本和周期。 前景:从产业趋势看,算力基础设施升级将持续抬升热管理门槛,散热器竞争正从“单一材料”转向“材料—结构—工艺—系统协同”。粘结剂喷射工艺在效率、成本和低热应力上具备优势,叠加金属基复合材料的高导热潜力,有望在芯片级散热、小型化换热器及复杂内腔结构制造中释放增量空间。三帝科技透露,相关技术正加快在苏州推进规模化生产布局,重点推动铜金刚石散热器的产业化导入。同时,企业与多所高校及科研机构围绕材料、工艺与应用开展协同研究,推进基础成果向工程应用转化。业内分析认为,后续竞争关键在于量产一致性、成本下降曲线、与整机散热系统的适配验证,以及供应链稳定性与标准化能力的建立。
从“拼功耗”到“拼散热”,高端算力竞争正深入延伸到制造工艺与材料创新。以增材制造推动散热器实现更高导热、更复杂结构和更快迭代,为解决行业散热瓶颈提供了新的思路。面向未来,关键在于把实验室指标转化为稳定、可复制的工程能力,并在产业链协同中形成标准与规模优势,让新型散热方案真正支撑更高水平的算力基础设施。