AI伺服器市場火熱,散熱領域始終為市場關注重點,承1261期本專欄分享氣冷式、液冷式以及Sidecar機櫃,本期將探討浸沒式冷卻(Immersion Cooling)目前的發展、潛在機會以及挑戰,還會介紹哪些台廠積極布局相關商機。
AI如火如荼發展 永續成大挑戰!
根據工研院官網資料顯示,全球資料中心每年耗電約1,980億度,占全球電量2%以上。而經濟部預估,我國AI科技的用電需求預估從112年至117年成長約八倍。在AI帶來的用電需求越高的背景下,同時國內朝2050淨零排放的目標前進,且全球也致力於永續發展,因此產業高度重視資料中心的碳排與PUE,PUE是指電力使用效率(Power Usage Effectiveness),最理想的情況下,PUE等於1,也就是資料中心所提供的電完全用於電腦運算。
在全球AI潮流的推動下,各大CSP廠積極投資AI相關設施,AI晶片也日新月異,根據經濟部產業技術司新聞指出,目前高階AI晶片發熱量已達約1000W,但是傳統氣冷散熱上限約750W。在AI晶片發熱量越來越高的情況下,傳統散熱恐無法應付,因此各家廠商積極發展相關液冷技術。而浸沒式因為冷卻能力,通常比傳統散熱更佳,因此受到市場高度關注!
什麼是浸沒式冷卻?
浸沒式冷卻(Immersion Cooling)是將相關電子零組件浸泡在不導電液體中,來達到冷卻電子零組件的方法。理論上相較於傳統的散熱方案,冷卻能力和能源效率更高外,也能更節能。浸沒式冷卻可應用的場域眾多,包括邊緣運算、加密貨幣、高頻交易、企業資料中心、5G等。
依據2022年5月Intel新聞稿指出,台灣英特爾推出業界首款Open IP資料中心浸沒式液體冷卻完整解決方案及參考設計。產官也投入相關技術並積極合作,2023年COMPUTEX中,工研院結合其陽科技、廣運機械聯合發表「千瓦級HPC 雙相浸沒式冷卻技術(Two-Phase Immersion Cooling)」,而今年COMPUTEX多家台廠也展示相關浸沒式散熱方案。
以下介紹致力布局相關散熱技術的幾家台廠:
緯穎、技嘉與力致 積極搶占浸沒式商機
緯穎(6669)長期投資散熱和先進液冷技術,提供氣冷、單相/兩相直接式液冷 (Direct-to-Chip Liquid Cooling,DLC)技術,以及單相/兩相浸沒式冷卻技術等。根據公司10月新聞稿指出,公司於OCP全球高峰會,展出基於NVIDIA Blackwell架構的高效能AI運算解決方案,以及包括直接液冷與浸沒式液冷的先進冷卻技術。
技嘉(2376)為AI伺服器與綠色運算的業界領導者,公司長期深耕各種先進冷卻方案,範圍包括直接與浸沒式液冷的關鍵技術,今年COMPUTEX,更展示浸沒式液冷冷卻槽和浸沒式液冷伺服器。
公司官網資料指出(2023年6月),技嘉藉由單相浸沒式液冷技術,協助日本電信龍頭KDDI開發新世代資料中心,顯示技嘉於浸沒式液冷解決方案的豐富研發與部署經驗。
力致(3483)致力於提供全方位的散熱解決方案,產品包括導熱管、均溫板、散熱片、散熱模組、水冷板和水冷/浸沒式冷卻系統等。
根據公司法說會資料指出,公司於新北新莊產線,專注投入水冷與浸沒冷卻系統生產,水冷與浸沒液冷將於2025年同步開始規劃進行量化建構部署。而浸沒液冷系統設計底定,已將樣機出貨至客戶進行測試。
浸沒式冷卻的未來展望
理周投研部指出,雖然浸沒式冷卻技術,冷卻能力與能源效率,理論上比傳統散熱方案更佳,但是仍有許多問題需要解決,包括冷卻液的環保問題、電子零組件是否可長時間浸泡在冷卻液、後續維修與成本等,未來商業化與出貨狀況仍可留意。
不過,市場上散熱領域種類繁多,理周投研部推測,未來或許不是氣冷式、浸沒式的互相取代,而是回歸到客戶的運算需求及預算,有機會呈現百家爭鳴的狀況。