液冷展高性能计算设备温控创新研讨会

官方指定链接：http://www.hmzlh.cn/s/id/702.html

近年来，随着高性能计算（HPC）设备的运算能力呈指数级增长，其散热问题已成为制约行业发展的关键瓶颈。据国际数据公司（IDC）统计，2024年全球数据中心因散热问题导致的能耗已占总能耗的40%，而传统风冷技术的散热效率提升空间不足5%，这一现状促使全球科研机构与领军企业加速探索温控技术的新范式。本次研讨会聚焦相变材料、微通道液冷、人工智能动态调频三大前沿方向，通过分析中科院最新研发的液态金属冷却系统、NVIDIA在GPU集群中应用的蒸发冷却技术，以及谷歌DeepMind开发的温度预测算法等18项突破性成果，揭示温控技术正从被动散热向智能调控的范式转变。

在相变材料领域，中科院理化技术研究所开发的镓基液态金属冷却剂引发广泛关注。这种熔点为29.8℃的合金材料，其热导率达到传统水冷液的65倍，在曙光E级超算原型机的测试中，成功将CPU结温控制在56℃以下，较传统方案降低21℃。更值得注意的是，该团队创新的磁场驱动流动技术解决了液态金属腐蚀性问题，通过在管路内壁生成氧化铝纳米涂层，使系统寿命延长至8万小时。日本富士通公司则另辟蹊径，在富岳超算中采用石蜡/石墨烯复合相变材料，利用石墨烯的定向导热特性，在芯片热点区域形成局部储热库，配合相变潜热吸收机制，使瞬时热流密度承载能力提升至400W/cm²。

微通道液冷技术正经历从宏观尺度向微纳尺度的革命性演进。AMD与台积电合作开发的3D V-Cache芯片集成冷却方案，在5nm工艺节点上实现了TSV硅通孔与微流道的共设计。通过蚀刻出直径仅25μm的立体网状流道，冷却剂与晶体管层的距离缩短至10μm以内，实测显示每平方毫米可带走7.8W热量，较传统冷板方案提升17倍。IBM苏黎世实验室更突破性地提出"芯片血管化"概念，在300mm晶圆上直接制造生物启发的分形流道网络，模仿人类毛细血管的层级分布，使流量分配均匀性达到98.7%，压降降低至常规设计的1/5。这种仿生结构配合新型介电流体，在量子计算芯片的极低温环境中展现出独特优势。

人工智能的引入正在重塑温控系统的决策逻辑。谷歌DeepMind开发的ThermoGPT模型，通过分析10万个服务器机架的实时热力学数据，建立起多物理场耦合的数字孪生系统。该模型能提前15分钟预测热点形成，准确率达92%，并自主生成最优的风扇转速与泵速组合。在实际部署中，使谷歌比利时数据中心的PUE值从1.12降至1.06，年节电达2.4亿度。更值得关注的是清华大学提出的联邦学习框架，允许不同厂商的设备在不共享核心数据的前提下协同优化散热策略，在雄安新区的智能算力中心测试中，整体能效比提升13.8%。

在极端环境应用方面，航天科技集团五院展示的相变热管-辐射器复合系统突破了太空温差挑战。该系统采用钠钾合金作为工质，在真空环境中实现2000W/m·K的等效导热系数，为嫦娥六号月面探测器的AI计算模块提供稳定温场。而中国散裂中子源团队研发的氦气喷淋冷却装置，则解决了加速器功率器件在-269℃至200℃宽温区的控温难题，温度波动控制在±0.05K，为下一代E级超算的极端条件运行提供了技术储备。

材料科学、微纳制造与人工智能的交叉融合，正在催生温控技术的代际跃迁。美国能源部最新发布的路线图预测，到2028年，智能相变冷却系统的普及将使全球数据中心碳排放减少1.2亿吨。但与会专家也指出，当前仍面临介电流体成本过高（每升超300美元）、微流道堵塞率上升、AI模型可解释性不足等挑战。本次研讨会达成的《温控技术协同创新倡议》提出，将建立跨国开源平台共享热特性数据库，并推动制定微流道制造的国际标准，这或将成为突破"热墙"障碍的关键转折点。