数据之外:液冷技术背后的连接器创新
AI大算力时代,算力需求持续释放, 等基础设施建设不断提速,加之政策端对高功耗智算中心的严苛能效要求,使得 液冷 技术逐渐成为突破散热瓶颈的关键方案,迎来强劲的上升周期。
通过详细分析技术数据,可以深入了解那些专为高性能计算系统、电动汽车充电桩等要求比较严苛的应用输送冷却液而设计的连接器。
在工业、航空航天和汽车行业,利用液体进行热交换早已司空见惯。运动部件会迅速升温,而液体能够有效地将热量传递到温度较低的区域。如今,随着服务器的功耗从数十千瓦攀升至数百千瓦,将同样的 液冷 方式应用到服务器/高性能计算等新技术领域已是势在必行。据市场研究机构TrendForce(集邦咨询)预计, 液冷 技术在AI 数据中心 的渗透率将从2024年的14%大幅提升至2026年的40%,并在未来数年持续增长。
固态电路中其实也存在“运动部件”;电子和空穴在晶体管内部及其之间传导电流。这种电流传导使得电子与空穴在晶体管连接区域复合时局部释放热量。液体比气体具备更优异的热传导能力,但两者都不能直接接触晶体管的结点,因此热量首先需要通过集成电路的封装传导出去。
得益于物理定律和出色的设计,热量通常会向温度较低的区域扩散,而这些区域通常位于器件的表面。热量一旦传导至表面,便可以转移到空气或液体等其他介质中。能否以足够快的速度散热从而确保晶体管的结点在其工作温度范围内运行,这一点至关重要。液体是比气体更高效的热传导介质,但是利用液体给电子设备散热也会带来一些复杂的难题和挑战。
根据具体应用情况来看,所使用的液体有可能不是绝缘介质(不导电),因此连接器需要满足一些基本要求。其中之一是确保无泄漏,其二是在给定尺寸下具备较高的载流量,这两点要求都会影响连接器的设计。
安富利 作为全球领先的技术分销商和解决方案提供商,拥有非常全面的代理产品线和海量的零部件库存,以及出色的供应链服务和强大的设计能力,能够为遍布世界各地的客户和工程师提供领先的连接器方案和专业支持。
在 安富利 代理的IP&E(互连、无源与机电器件)全系列产品线中,连接器的品类尤为丰富,可为客户提供多样化的选型支持,进一步优化其设计。以 安费诺 的UQB和UQDB系列液冷连接器为例,这两款连接器的技术指标超越了开放计算项目(OCP)制定的标准和设计规范。UQB系列采用快速连接技术,而UQDB系列则具备盲插功能,便于安装。这两款不同系列的连接器均采用高性能的航空级密封材料,并配备双向截止阀和干式断开自密封功能,可有效防止泄漏和滴液。为了延长器件的使用寿命,UQB和UQDB系列液冷连接器采用了不锈钢材质来防止腐蚀。
液冷行业的标准和规范
UQB/UQDB系列连接器符合OCP通用快速断开标准,该标准适用于利用液体冷却电子设备的不可燃单相系统。 “单相” 指所使用的流体始终处于液态。而在两相系统中,流体会经历汽化和冷凝过程。这个过程能够带走更多的热量,散热效率更高,但系统复杂性也大幅增加。
单相系统包括:
· 芯片直冷:在这种配置中,需要将冷板直接粘合在集成电路的封装上,类似于传统的散热装置。冷却液在冷板内部流动,以带走芯片产生的热量。
· 后门热交换器:通常是一种混合方案,服务器的实体后门被替换为一个有冷却液在其中循环流动的门。温度高的液体随后会流经热交换器(通常位于建筑物外部)。
· 浸没式液冷:在这种配置中,电路板会被浸没在一种导热但绝缘的液体中。
在上述各种方案中,所使用的液体多为去离子水、丙二醇或合成油。这些液体安全无毒,具有优异的热传导性,且沸点高。而在两相系统中,冷却液通常含有氟碳化合物,沸点较低。