如何打造高效能AI伺服器的散熱新技術?

AI時代熱力四射:台灣如何引領資料中心散熱新革命?

隨著人工智慧(AI)技術的爆炸性成長,高效能AI伺服器已成為各大企業與資料中心的基礎設施。然而,伴隨而來的是指數型增長的功耗與發熱問題,使得伺服器散熱從過去的支援性角色,躍升為硬體設計的核心關鍵。你是否好奇,當AI算力持續攀升,我們的資料中心如何避免「中暑」?這股趨勢不僅重新定義了散熱技術的重要性,更為全球散熱市場開啟了高達數百億美元的藍海商機。接下來,我們將一起探索台灣相關供應鏈,如何憑藉其技術實力,積極搶佔這一波AI熱潮下的市場制高點,並解答資料中心散熱的最新進展與挑戰。

AI伺服器功耗飆升,散熱成全球產業的剛性需求

想像一下,當數萬甚至數十萬顆高性能晶片在資料中心裡同步運算,所產生的熱量有多麼驚人?隨著AI模型日益複雜,AI伺服器內部的圖形處理器(GPU)及特殊應用積體電路(ASIC)等晶片,其熱設計功耗(TDP)持續飆高,單個高階AI伺服器的功率消耗動輒數千瓦。這種熱能的集中釋放,讓傳統仰賴風扇的氣冷散熱模式,顯得力不從心。

未來感的AI資料中心散熱系統

這不僅是一個技術挑戰,更是一個巨大的商業機會。根據市場研究機構預估,全球熱管理市場的規模,將從2023年的141.7億美元,預計成長至2030年的277.5億美元,年複合成長率超過10%。這股強勁的成長動能,無疑將散熱產業推向了前所未有的戰略高度。對我們而言,這意味著什麼呢?它代表著散熱不再是伺服器硬體中的次要角色,而是決定AI系統穩定性、效能甚至能源效率的關鍵核心。

以下是全球熱管理市場的關鍵數據:

年份 市場規模 (億美元) 年複合成長率
2023 141.7
2030 277.5 >10%

這股強勁的成長動能,無疑將散熱產業推向了前所未有的戰略高度。對我們而言,這意味著散熱不再是伺服器硬體中的次要角色,而是決定AI系統穩定性、效能甚至能源效率的關鍵核心。

輝達技術路線確立,液冷散熱躍居主流

談到AI,我們不能不提晶片巨頭輝達(NVIDIA)。作為AI晶片領域的領導者,輝達每一次的技術迭代,都深刻影響著整個產業鏈的發展。你可能已經聽說,輝達新一代的AI圖形處理器(GPU)架構,如Blackwell架構,正大量導入液冷散熱方案。特別是針對高階的GB200 NVL72整櫃式機型,液冷技術將被廣泛採用,這已是業界公開的秘密。

輝達新一代AI圖形處理器液冷散熱方案

更有消息指出,未來的Rubin系列,傳出將採用結合均熱與散熱功能的「微通道蓋板」(Microchannel Lid),以應對高達2.3千瓦(kW)的熱設計功耗。這清楚地描繪出一個趨勢:隨著算力需求不斷攀升,液冷散熱已從過去的特殊應用,正式躍升為AI資料中心散熱的主流解決方案。這不僅促使散熱商機突破百億美元大關,也推動了供應鏈廠商在液冷、均熱等先進技術上的研發投入,鞏固了台灣廠商在輝達供應鏈中的關鍵地位。

液冷散熱的主要優勢包括:

  • 更高的散熱效率,適應高功率密度的AI伺服器。
  • 降低能源消耗,提升整體系統的能效比。
  • 延長設備壽命,減少因過熱導致的硬體故障率。

台灣散熱供應鏈全面佈局,創新技術百花齊放

面對輝達所引領的液冷散熱趨勢,台灣的散熱產業展現了強大的應變與創新能力。健策、奇鋐、雙鴻等台灣散熱大廠,早已憑藉其在水冷模組、水冷板等核心元件的領先技術,躋身輝達供應鏈。其中,雙鴻更是受惠於輝達GB300伺服器出貨動能強勁,水冷板出貨量顯著提升,預期伺服器散熱相關營收比重將持續拉高,其泰國廠二期也預計於明年投產,展現擴大市場版圖的野心。

台灣散熱供應鏈的創新與布局

除了這些傳統強隊,新興技術也持續湧現。例如,仁寶電腦便與來自以色列的無水直導式晶片液冷廠商Zutacore合作,共同打造整合型伺服器與冷卻解決方案。Zutacore的「無水雙相直導式晶片冷卻」技術,採用非導電、抗腐蝕的介電液,能即時移除熱量,適用於從超大規模資料中心到邊緣運算的各種應用,大大提升了資料中心的成本效益與AI工作負載能力。

另一家台灣廠商汎海科技,則同時布局液冷與風冷解決方案,並在液冷模組中導入獨特的「相變技術」。這種技術利用液體「蒸發與冷凝」的過程來搬運熱量,相比傳統液冷,能提供更高的散熱效率,同時大幅降低傳統液冷最令人擔憂的漏液風險。汎海科技的主要客戶為鴻海,其台灣工廠在美中關稅環境下更具競爭優勢。這些多元的技術路線,讓我們看見台灣廠商在應對AI散熱挑戰上的深度與廣度。

台灣散熱供應鏈的優勢:

公司名稱 主要技術 合作夥伴
雙鴻 水冷板技術 輝達 GB300
仁寶電腦 無水雙相直導式晶片冷卻 Zutacore
汎海科技 相變技術液冷模組 鴻海

從零組件到系統整合,台灣生態系日益完善

AI伺服器散熱不僅是模組層面的競爭,更延伸至整個零組件與系統整合的生態系。連接線組廠鴻呈便積極投入「水冷測漏線」的應用,看好特殊應用積體電路(ASIC)為主的AI伺服器需求,高速線材供不應求,也加速了越南廠的擴產計畫。這些看似周邊的零組件,卻是確保液冷系統安全穩定運行的關鍵。

而軟板廠台郡科技,也利用其核心技術,切入伺服器水冷散熱測漏裝置,並已取得輝達認證。台郡科技強調,軟板在微型化與高傳輸量整合方面扮演關鍵角色,正聚焦於導入具附加價值的高速傳輸且具備散熱的解決方案,以解決高速傳輸的瓶頸。這代表台灣產業鏈正不斷將核心技術應用於高附加價值的AI散熱周邊,形成更為完整且具競爭力的AI伺服器散熱生態系。這種從上游晶片設計到下游系統整合的全面佈局,正是台灣在全球供應鏈中不可或缺的戰略地位。

台灣生態系的關鍵組成部分:

  • 高度整合的零組件供應鏈。
  • 領先的液冷與風冷技術。
  • 強大的研發與創新能力。

展望未來:雲端服務供應商自研晶片開創新局

你或許會問,除了輝達,還有誰會是未來AI散熱市場的推手?答案是,全球大型雲端服務供應商(CSP)的自研晶片。這些雲端巨頭,為了優化其AI運算效率與成本,紛紛投入自主研發AI晶片。我們預計,這股來自雲端服務供應商自研晶片的散熱商機,將在2026年成為市場顯學,為散熱市場帶來更為多元且龐大的成長動能。

此外,隨著AI應用從大型資料中心擴展到邊緣運算,對散熱技術的需求也將更加嚴峻。邊緣運算設備通常部署在空間受限、環境複雜的場域,這將促使散熱解決方案朝向更輕薄短小、高效節能且具備更高可靠性的方向發展。這不僅為台灣供應鏈開創了更多元的發展機會,也預示著未來散熱技術將持續進化,以應對不斷變化的AI應用場景。

未來散熱技術的發展趨勢:

應用場景 需求特性 技術趨勢
大型資料中心 高效能、高穩定性 液冷與相變技術
邊緣運算 輕薄、高效能 微型化液冷解決方案
雲端服務供應商 高能效、低成本 自研晶片散熱優化

結語:台灣在全球AI散熱版圖的關鍵地位

總而言之,AI時代下的高效能運算對散熱技術提出了前所未有的挑戰,但也同時催生了巨大的市場機遇。台灣的散熱產業,從關鍵晶片液冷模組、水冷板到各種周邊零組件,乃至於系統整合方案,已形成具備國際競爭力的完整供應鏈。你可能已經看到了,無論是透過與國際大廠合作引進創新技術,或是自主研發突破性的相變散熱方案,台灣廠商都展現出深厚的技術實力與市場敏銳度。

隨著創新技術持續演進,以及來自輝達、雲端服務供應商(CSP)大廠乃至邊緣運算領域的需求不斷增長,台灣廠商有望持續在全球AI散熱版圖中扮演關鍵角色,引領產業邁向新一波成長高峰。這是一個充滿機會的時代,而台灣正是這波散熱新革命的核心。

免責聲明:本文內容僅為資訊分享與知識性說明,不構成任何投資建議。投資有風險,請投資人審慎評估並自負盈虧。

常見問題(FAQ)

Q:什麼是AI資料中心散熱的主要挑戰?

A:隨著AI伺服器的算力和功耗不斷增加,如何有效散熱以保持系統穩定性和高效能成為主要挑戰。

Q:液冷散熱相比傳統風冷有哪些優勢?

A:液冷散熱提供更高的散熱效率,能應對更高的熱設計功耗,同時降低能源消耗並延長伺服器壽命。

Q:台灣在AI散熱技術方面有何競爭優勢?

A:台灣擁有完整且具競爭力的供應鏈,包括領先的液冷技術、創新的相變技術以及強大的研發能力,使其在全球AI散熱市場中占據關鍵地位。

Finews 編輯
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