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芯片散热行业报告:从风冷到液冷(55页)

行业报告下载 2024年07月03日 10:18 管理员

一、芯片散热概览:功耗升级、散热技术持续革新 电子设备发热的本质原因就是工作能量转化为热能的过程。散热是为解决高性能计算设备中的热管理问题而设计的,它们通过直接在芯片或处理器表 面移除热量来优化设备性能并延长使用寿命。随着芯片功耗的提升,散热技术从一维热管的线式均温,到二维VC的平面均温,发展到三维的一体式 均温,即3D VC技术路径,最后发展到液冷技术。 二、主要散热技术:从风冷到液冷,冷板到浸没式 散热技术包括风冷与液冷两类。风冷技术中,热管与VC的散热能力较低,3D VC散热上限扩至1000W,均需搭配风扇进行散热,技术简单、便宜, 适用于大多数设备。液冷技术具备更高散热效率,包括冷板式与浸没式两类,其中冷板式为间接冷却,初始投资中等,运维成本较低,相对成熟,英 伟达GB200 NVL72采用冷板式液冷解决方案;浸没式为直接冷却,技术要求较高,运营维护成本较高,曙光数创研发“1拖2”双相浸没液冷结构。 三、性能+TCO多重驱动,散热市场规模持续向上 AI大模型训推对芯片算力提出更高要求,提升单芯片功耗。芯片温度影响性能,当芯片工作温度近70-80℃ 时,温度每升高2℃,芯片性能会降低约 10%,故单芯片功耗增长进一步提升散热需求。此外,英伟达B200功耗超1000W、接近风冷散热上限;“双碳”+东数西算等政策严格数据中心PUE要 求,液冷平均PUE低于风冷;TCO方面,相比风冷,冷板液冷的初始投资成本接近风冷,并且后续运行成本更低。 据Precedence,预期2024-2026年全球AI芯片市场规模CAGR为29.72%,2024年预期全球交换机市场规模同比+5%左右。随着芯片及服务器、交换机的 市场规模扩大,且芯片功耗增长提高散热要求,我们认为芯片级散热市场规模增速有望提升。

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