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「冷科技」革命 汽車散熱廠跨足AI伺服器

汽車市場示意圖。(美聯社)
汽車市場示意圖。(美聯社)

本文共1710字

經濟日報 先探投資週刊

隨著生成式AI興起,伺服器的運算能力扶搖直上,使晶片熱功耗提高,業者紛紛尋求液冷方案,不少國內汽車零件廠也嗅到切入散熱零組件的商機。

文/周佳蓉

今年以來散熱族群飆漲的股價表現,正好反映了散熱技術近年來如何在市場被喚起的高能見度,起因於三項驅動力包括:晶片算力不斷提升、各大雲端服務供應商(CSP)持續投入資料中心建置,也擴大對AI伺服器的導入和投資,相繼而起的耗電量增加,也讓大廠開始尋求散熱技術的提升和節省電力的各式解方。

國際能源總署(IEA)出具報告指出,2022年全球資料中心的總能源消耗量約四六○TWh,預估到2026年該數值將翻倍,高達一千TWh,就目前資料中心用電而言,運算與散熱設備就各佔四○%,也凸顯出散熱技術的推進無疑是提升能源效率的重要拼圖。

宣告液冷散熱時代到來

液冷技術分為水對氣(Liquid to Air)及水對水(Liquid to Liquid)兩種方式,差異在於熱交換方式不同,水對氣優點是可直接部署在原有的資料中心,水對水的限制在於機房需設置專屬冷卻管線及大型冷卻設備,而解熱效果又高於水對氣的方式。

舉例,輝達在今年GTC大會所發表的最強AI晶片GB200預計下半年量產,採用Blackwell架構,該晶片熱功耗最高甚至來到一千二○○W,其中GB200 NVL72因為運算層採1U設計,採用水對水散熱,而GB200 NVL 36為2U設計,空間較大較易散熱,因此CSP業者可繼續沿用資料中心內的散熱設計,另還有一款針對NVL72/NVL36散熱應運而生的Sidecar,為水對氣(L2A)機櫃,將獨立散熱系統建於伺服器以外的機櫃,包含RPU、冷卻器 Radiator、風扇、機櫃等零部件,但是一台Sidecar最高只能解七五KW的熱,因此一台AI伺服器需要至少兩台Sidecar配置。

目前AI伺服器多半搭載3D VC氣冷散熱模組,其運作主要是將均熱片、導熱管以特殊方式排列提升解熱效率,成本較低但體積大,其中,3D VC氣冷的PUE(電力使用效率)最高到一.五以上,並不符合監管機構標準,目前如歐盟、中國都規定新建的資料中心PUE需低於一.三,加上3D VC仍脫離不了資料中心內部空氣調節的HVAC(室內空調)系統,高耗電量就使能源使用效率受到限制。

以水對氣的設計架構舉例,完整的液冷系統機櫃內包含水冷板(cold plate)、熱交換器、風扇、幫浦及水箱等重要零件,在機櫃中可看到看水冷板直接貼合於GPU上方,再透過冷卻液分配單元(CDU)與分歧管(Manifold)控制水路,讓水流經冷水板達到散熱效果。

除了散熱模組與零組件業者布局液冷散熱多年,搭上AI伺服器浪潮,這幾年股價不再埋沒於供應鏈當中,而由於汽車或電動車的冷卻系統與AI伺服器散熱概念雷同,因此也可一併留意。

吉茂本業是製造大型車用散熱器,國內市占率第一,初期從銅製程水箱起家,而後跨入鋁製程水箱,公司有自有品牌Cryomax,在與全球汽車零件廠Denso合作後,則又切入售後維修(AM)外銷給歐美國家。

根據年報指出,吉茂於2021年起開始基於「鋁水箱製程」發展車用冷卻系統以外的散熱系統,再陸續推出「全硬焊式機油冷卻器、渦輪引擎散熱中冷器、家用空調蒸發器、電子業雲端伺服器的散熱水箱及散熱冷凝器等」,更成功開發出適用於伺服器的「全鋁CDU、塑鋁散熱器」等產品。

吉茂、萬在添想像空間

由於AI伺服器對散熱技術要求更高,其CDU散熱的原理與汽車水箱雷同,都是為了排放管線中的廢熱,吉茂開發散熱產品數年且還有模具廠,有別於多數競爭者自外購入水箱零部件組裝後出貨,從設計、開發模具、加工、生產,吉茂都能維持更好的品質控管和交期,一條龍生產的優勢便浮現。

市場傳出,聯德控股KY和吉茂合資的公司共同開發板式熱交換器,吉茂角色為零件供應商,主要透過散熱廠出貨給像是廣達等系統廠,搭載於冷卻液監控主機(CDU)內,並持續送樣中。(全文未完)

全文及圖表請見《先探投資週刊2309期精彩當期內文轉載》

◎封面故事:九月降息有譜 美股開香檳

◎特別企劃:IC設計股享有高PE的法寶

◎國際趨勢:國際貨櫃海運業者上修展望

◎中港直擊:陸股酒國雙雄股價不省人事

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