Mis on teemant-vase komposiitkülmplaat?

Kuna tehisintellekti kiibi võimsus jõuab kilovattide vahemikku, saavutavad tavapärased vasest külmplaadid oma piirid. Vase soojusjuhtivus umbes400 W/(m·K)kuulub juba praegu kõigi metallide parimate hulka, kuid ei suuda sammu pidada soojusvoo tihedustega, mida mõõdetakse tänapäeva GPU-de ruutmillimeetrites. Teemant seevastu ulatub1,000–2,000 W/(m·K)- mitu korda vask - ometi on see kõva, rabe ja peaaegu võimatu töödelda otse ribidega külmplaadile. Ateemant-vask komposiit külmplaatkasutab pragmaatilist teed: asetage teemandiosakesed vaskmaatriksisse, laske teemandil soojust kanda ja laske vasel valmistada valmistatavust.

1. Mis see on: metallmaatrikskomposiit

Teemant-vask (teemant/Cu) komposiit kuulub metallmaatrikskomposiitide (MMC) perekonda:

• Teemantiosakesed laaditakse tavaliselt temperatuuril30–50 mahuprotsenti;
• Vask moodustab pideva maatriksi, tagades elastsuse, töödeldavuse ja joottavuse;
• Teemant toimib tugevdusena, tagades ülikõrge tasapinnalise soojusjuhtivuse.

Saadud materjal tabab1,5–2 × puhta vase soojusjuhtivus, samas kui selle soojuspaisumistegurit saab häälestada ränile lähemale (~ 4 ppm/K), vähendades termilist ebakõla kiibi liideses. Samas saab komposiiti siiski puurida, freesida ja jootma nagu tavalist metalli – just see teebki selle realistlikuks pigem külmplaadina kui laboriuudisena.

2. Peamine väljakutse: liidese soojustakistus

Tõeline inseneriprobleem ei ole teemandi segamine vaseks – see on niimuutes soojuse sujuvalt läbi teemandi ja vase liidese. Vask teeb teemanti vaevu märjaks: sulavaskhelmed kerkivad teemantpinnale nagu vesi õlile, jättes nõrga sideme ja kõrge liidese soojustakistuse. Tööstus ründab seda kahest küljest:

• Teemantpinna metalliseerimine: teemantterastikule kantakse õhuke Ti, Cr, W või Mo kate, et parandada vase märguvust;
• Legeeritud vase maatriks: vasele lisatakse aktiivseid elemente nagu B, Zr või Cr; nad reageerivad liidesel oleva teemantsüsinikuga, moodustades karbiidi vahekihi.

See, milline marsruut on hästi tehtud, otsustab, kas valmis materjal saavutab 800 W/(m·K) või on 500 ringis.

3. Kuidas see on tehtud: kolm peavoolu protsessi

• Pulbermetallurgia kuumpressimine: teemandi- ja vasepulbrid segatakse ja paagutatakse kuumuse ja rõhu all; küps ja suhteliselt odav;
• Vaakum / gaasisurve infiltratsioon: teemanttoorik asetatakse vormi ja sula vask imbub vaakumi ja rõhu all osakeste kihti; saavutatav on kõrge tihedus ja suurem teemandi mahuosa;
• Sädeplasma paagutamine (SPS): impulssvool tagab kiire kuumenemise, peeneteralise ja kontrollitud liidese reaktsiooni; eelistatud teadus- ja arendustegevuse ning kõrgekvaliteediliste väikeste partiide osade jaoks.

Seejärel töödeldakse toorik mikrokanaliteks, joodetakse vedelate liitmikega ja töödeldakse pinnaga, enne kui sellest saab külmplaat, mis võib kukkuda tehisintellekti serverisse.

4. Kuhu tehnoloogia liigub

• Suurem teemantkoormus: liikumine 40 vol%lt 60 vol%+ suunas viib soojusjuhtivuse 900–1000 W/(m·K) suunas;
• Integreeritud mikrokanalid: teemant-Cu komposiidi kombineerimine mikrokanalite vooluväljadega ühel külmplaadil, samas suunas nagu tooted, nagu Frore's LiquidJet Diamond;
• Kulude vähendamine: kuna kodumaine teemantmikropulbri tarnimine ja protsessi küpsus paranevad, langevad tooraine- ja töötlemiskulud kiiresti – materjali liigutamine paberitest välja mahuvarustuse juurde;
• Rakenduse laiendamine: peale AI GPU-de liigub materjal EV toitemoodulitesse (SiC / GaN), 5G/6G tugijaamadesse, laserdioodidesse ja kosmoseelektroonikasse;
• Standardid: ehitatakse välja tööstusharu standardid soojusjuhtivuse, liidese takistuse ja väsimuse kohta, mis vabastavad tee suuremahulistele hangetele.

5. Ettevõtted positsioneerivad selles ruumis

Hiina poolel on avalikult teatatud mängijate hulgas:

• Sugon Digital: C8000 V3.0 megavatt-klassi faasimuutusega sukeldatud vedelikjahutusrest on esimene suuremahuline teemant-vask termilise materjali kasutuselevõtt, mis hajutab üle 200 W/cm² ja soojusjuhtivus on 80% suurem;
• Worldia: on välja töötanud teemant-vase komposiitmaterjalid külmplaatsoojuse levitamiseks ja võtab praegu proove järgnevatest klientidest;
• Sifangda: CVD teemantsoojuslaoturid on läbinud klientide testimise ja võitnud väikese partii tellimusi, ehitamisjärgus on 25 000 tükki aastas;
• Huanghe keeristorm: selle isearendatud teemant-ränikarbiidi komposiit ulatub üle 700 W/(m·K) koos ränisubstraatidega sobitatud CTE-ga; 8-tolline teemantjahutusradiaator on juba tootmises;
• Zhongnani teemant, Mega Diamond, Huifengi teemantja teised ülikõvade materjalide tootjad on positsioneeritud teemantmikropulbri ja komposiittoorainega.

Rahvusvaheliselt on Element Six (Ühendkuningriik), Diamond Materials (Saksamaa), Morgan Advanced Materials ja Coherent loonud pikaajalisi programme teemant-vask ja teemant-alumiinium komposiitmaterjalidest.

Sulgemine

Teemant-vask komposiit külmplaat ei tähenda vase asendamist teemandiga. See puudutab kombineerimistteemandi soojusjuhtivus koos vase valmistatavusegateha vahematerjali, millele ükski puhas metall ei sobi. Kuna AI-kiibi võimsus kasvab jätkuvalt ja tavalised vasest külmplaadid lähenevad oma füüsilisele piirile, muutub see materjal paberil olevatelt numbritelt tõeliselt toodetavaks komponendiks tõelistes andmekeskustes.

Huicetoolsi kohta:professionaalne teemanttööriistade tootja, asutatud 2006. Aastatepikkuse praktilise kogemusega müüme tehasest otse väga konkurentsivõimeliste hindadega. Meie tootesari hõlmab teemantsaelehed, teemantlihvplokid, teemantpuure ja laia valikut teemanttööriistu ehitusrakendusteks.

Vastutusest loobumine:See artikkel on kohandatud ja ümber kirjutatud Hiina Interneti avalikult kättesaadavate aruannete ja üldiste tööstuse teadmiste põhjal, mis on mõeldud ainult tööstusharu viitamiseks. Siin tsiteeritud materjalide jõudlusnäitajad, protsesside marsruudid ja ettevõtte paigutus pärinevad mainitud ettevõtete avalikust avaldamisest; tegelik jõudlus sõltub ettevalmistusprotsessist ja rakendustingimustest. Me ei kinnita nende täielikkust, täpsust ega õigeaegsust ning see artikkel ei kujuta endast investeerimis- ega hankenõuannet. Taasavaldamiseks või tsiteerimiseks võtke ühendust huicetoolsiga ja mainige algallikat.