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生成式 AI 的高速發展推動算力需求持續攀升，進而帶動芯片功耗顯著上漲。英偉達下一代 Rubin/Rubin Ultra 芯片的功耗預計將大幅提升，從當前 GB300 芯片的 1400W 突破至 2000W 以上。然而，當前主流的單相冷板方案存在明顯瓶頸，其散熱能力上限約為 1500W，已難以滿足 Rubin 系列算力芯片的散熱需求。這一供需差推動液冷技術加速迭代，具備更強散熱能力的兩相式冷板與微通道水冷板Micro-Channel Liquid Cooling Plate（MLCP）為解決超高功耗芯片散熱問題而指定的技術路徑，正成為更具潛力的解決方案。

（來源WCCFTECH NVIDIA Might Switch Up Cooling Solutions With Next-Gen Rubin Ultra as It Battles Thermal Constraints）

當前液冷與MLCP液冷技術趨勢

當前算力芯片主流液冷方案為單相冷板，其核心原理是使用高沸點水基冷卻液，在換熱過程中不發生相變。在材質與結構設計上，冷板基材以高導熱性的銅為主和部分鋁制，整體由熱源對接面、內部流道及進出液結構構成；內部流道寬度通常在 0.1 毫米至數毫米之間，且設計翅片結構以提升散熱效率。

但傳統單相冷板方案存在三大明顯局限：

1.熱阻較高，多層熱界面材料疊加會導致熱阻累積，影響熱量傳導效率；

2.流道為毫米級尺寸，冷卻液流速相對較慢，進而拉低整體換熱效率；

3.難以實現芯片表面溫度均勻分布，局部易出現高溫點。

因此，盡管傳統冷板方案的散熱效率較風冷有顯著提升，但面對 1500-2000W 乃至更高的散熱需求時，其效率已顯不足，無法完全滿足高功耗芯片的散熱要求。

（來源：數據中心液冷技術的應用研究進展）

與傳統冷板相比，MLCP 通過精密蝕刻技術加工出微米級（10-1000 微米）的狹窄水道，而傳統冷板的流道寬度通常在 1-3 毫米。MLCP的設計極大拓展散熱面積，使冷卻液與熱源的接觸面積較傳統方案提升 10 倍以上，為高效散熱奠定基礎。

同時，微通道內冷卻液的流動狀態也發生了根本性改變。在微米級空間中，流體呈層流狀態分布，熱邊界層厚度大幅減薄，熱交換效率隨之顯著提高，其換熱系數可達傳統液冷方案的 2-3 倍，能更快帶走芯片產生的高熱量。

MLCP還有個核心優勢是高度集成。傳統散熱要經過芯片、導熱材料（TIM）、金屬蓋（IHS）、另一層導熱材料（TIM），最后才到水冷板，一層一層的界面會讓熱阻堆起來。但 MLCP 技術把芯片金屬蓋（IHS）和水冷板做成了一個整體，中間的界面和導熱材料都省掉了。這樣一來，冷卻液能更靠近芯片表面，熱傳遞的路徑短了一半還多，整體熱阻也大大降低。

（來源：液冷產業鏈：微通道水冷版（MLCP）方案介紹）

但液冷板量產仍面臨顯著工藝挑戰。微米級水道的加工精度要求極高，實際生產中，微米級水道的加工難度、液體滲透率的精準控制以及規模化生產的良率提升，都是需要突破的關鍵環節。若任一工藝環節出現偏差，都可能引發漏液、散熱不均等問題，直接影響產品性能與可靠性。

盡管 MLCP 技術前景廣闊，但目前仍處于 “測試驗證期”，距離量產至少需要 3-4 個季度，核心瓶頸在于液體滲透與泄露：一次失誤即 “百萬損失”。因為MLCP 的冷卻液直接接觸芯片，一旦密封件老化或微通道破損，泄漏的液體可能瞬間摧毀價值數十萬至數百萬美元的服務器。在服務器 5-8 年的使用壽命中，如何保證密封材料的完整性、避免長期使用后的滲透風險，是生產商需突破的首要難題。

質量挑戰1 翅片彎折

MLCP 微通道制造過程（如蝕刻、沖壓、焊接）中的工藝控制不當，或組裝時的外力沖擊。內部翅片彎折會直接導致以下影響：

1.破壞微通道流道的均勻性，造成冷卻液局部流速異常，降低換熱效率，甚至引發芯片局部過熱；

2.嚴重彎折可能堵塞部分流道，進一步加劇散熱瓶頸，同時增加冷卻液循環系統的壓降，影響整體運行穩定性。

3.ZEISS METROTOM蔡司高分辨率無損掃描技術，精準識別內部翅片的彎折位置與程度，避免常規檢測遺漏的隱患。

▲圖示為翅片彎折

質量挑戰2 微通道堵塞

MLCP 的微通道寬度僅 50-150μm（約為傳統流道的 1/10），直接承擔芯片熱量交換功能，堵塞會從散熱性能、系統可靠性到成本控制形成連鎖，形成以下負面影響:

1.散熱效率驟降，觸發芯片故障堵塞會壓縮冷卻液流通截面，導致局部流速異常、換熱面積銳減，直接打破MLCP低至 0.03℃?cm2/W的低阻散熱優勢。堵塞區域的熱量無法及時傳遞，會引發芯片局部過熱，輕則觸發降頻、性能衰減，重則導致芯片燒毀；

2.系統壓力失衡，加劇設備損耗微通道堵塞會導致冷卻液循環阻力激增，迫使水泵負載升高以維持流量，不僅增加能耗，還會加速泵體老化；

3.長期可靠性存隱憂即使是微小堵塞，也可能成為雜質堆積的 “核心”，在長期運行中逐漸擴大堵塞范圍；同時，堵塞區域的局部高溫會加速材料老化，增加通道腐蝕、開裂風險，縮短 MLCP 5-8 年的設計使用壽命。

ZEISS METROTOM蔡司高分辨率無損掃描技術，具備較大的行程，同等尺寸的工件可以實現更大的放大倍率，獲取更高分辨的圖像，即使是微小的堵塞也不會放過，精確定位堵塞區域。

▲圖示為放大倍率逐漸增加，微通道堵塞

蔡司擁有豐富的產品線包含顯微鏡，藍光掃描儀，三坐標，工業CT，助力全面解決電子客戶面臨質量挑戰與痛點。

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