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AI液冷的材料革新-热塑复材提供全链路材料答案

发布时间:2026/8/18 11:10:25阅读人次:449

近年来,AI算力的急剧攀升,正将数据中心散热架构逼至物理极限。当前,单颗GPU芯片功耗已突破700W,机柜功率密度更超过100kW,传统风冷手段在如此高热负载下日益捉襟见肘。浸没式液冷因而被视为长远解决之道,然而液体侵蚀、密封件老化、芯片翘曲等工程瓶颈接踵而至。对此,taptap体育官网入口基于CFRT-PPS(连续纤维增强聚苯硫醚)热塑性复合材料,推出了一套覆盖芯片、基板与机柜的系统性方案,以材料自身的结构强度与化学稳定性,重塑液冷环境下的安全边界。

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一、GPU补强板:用均衡刚性应对热变形

在回流焊及高负载运行中,大尺寸算力芯片极易因热膨胀失配而产生翘曲,进而引发焊点开裂,直接导致芯片报废。随着封装面积持续扩大,这一问题愈发严峻。

 

传统单向(UD)热塑预浸带补强板虽有所应用,但因其力学性能呈明显各向异性,在面对多维热应力时仍存变形风险。taptap体育官网入口的CFRT-PPS方案则采用连续编织玻纤布增强PPS树脂,弹性模量达到25-30 GPa,且力学特性各向同性,无论应力方向如何,均可实现均匀约束。此外,PPS复材密度仅为1.8,远低于金属,有助于降低组件自重,契合服务器轻量化趋势。

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 二、浸没式高速算力基板:化学惰性护航信号完整性

浸没式冷却多选用氟化液作为介质,尽管其化学活性较低,但长期接触仍可能渗透进入基板内部。传统热固性树脂板材(如M8、M9等级)经数月或数年的浸泡后,可能出现离子析出及介电常数漂移,对中高频信号而言,Dk/Df的细微波动足以显著影响传输质量。

 

PPS材料凭借本征化学惰性脱颖而出——在260℃以下几乎不溶于任何溶剂,而数据中心液冷系统运行温度通常仅为40-60℃,基板电性能可长期保持稳定。加之吸水率低于0.01%,在氟化液环境中服役十年以上,其介电性能衰减几乎可忽略不计。

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 三、浸没式液冷机柜防腐内衬:以热熔焊接替代传统密封

浸没式机柜的泄漏风险,始终是运维团队关注的焦点。金属柜体拼缝普遍依赖橡胶密封圈,而橡胶在高温、油性介质中加速老化,一旦失效,价值数亿元的算力设施将面临严重威胁。

 

taptap体育官网入口采用CFRT-PPS热塑复材作为机柜内衬,其核心创新在于利用热塑性材料的可焊接特性,对拼缝死角实施直接热熔焊,焊缝与母材融为一体,从根本上规避了密封圈老化的顽疾。此举在整个服役周期内彻底消除了缝隙泄漏隐患。同时,PPS内衬有效隔离金属壳体与冷却液体,杜绝电化学腐蚀,使机柜本体无需采用昂贵耐蚀合金,即可满足长期可靠运行要求。

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 从芯片补强板,到运算基板,再到机柜防护层,taptap体育官网入口CFRT-PPS热塑复材方案完成了浸没式液冷关键环节的材料闭环。其统一设计理念在于:凭借热塑性复材耐腐蚀、耐温、高比强度、低热膨胀、低吸湿及稳定介电性能的综合优势,系统性地解决传统材料在液冷场景中暴露的各类短板,为AI算力基础设施提供一条切实可行的升级路径。

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