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最高节能四成,佛企自研散热技术助芯片“降温”


最高节能四成,佛企自研散热技术助芯片“降温”

“通过一条我们自主研发的热管,就可以把服务器内芯片的热量传送至服务器外,经水循环冷却系统再排到室外。”1月18日,在佛山市液冷时代科技有限公司(下称“液冷时代”)揭牌仪式的现场,华南理工大学机械与汽车工程学院教授潘敏强向在场的嘉宾介绍液冷时代的芯片液冷散热技术。

       “运用液冷散热的方式,可以把整个数据中心的空调量降低60%。”潘敏强认为,相比传统的风冷技术,也就是通过空调降低热量,液冷技术能够实现节能20%以上,最高可节能40%。2006年,潘敏强及其团队就开始了液冷散热的研究,经过十几年的设计、研发和装备的搭建,最终掌握高导热能力热管极端制造及热管模块一体化成型技术,并在佛山高新区孵化了液冷时代公司,致力于一体式液冷微型数据中心产品的研发和推广。

       潘敏强教授透露,公司虽然刚刚成立,但是已经和三所高校、科研院所签订了合作协议,未来将借助佛山强大的制造业基础,尽快推动产品的量产。


破解行业难题


节省20%以上的能耗

     “传统数据中心采用风冷进行散热,PUE高达1.5~2.0,也就是服务器每耗1度电就需要额外耗费1度电进行散热。”潘敏强介绍,风冷技术主要采用空调的方式,而空调里面还有压缩机,所以节能较少,电费占到数据中心运营成本的60%-70%。此外,受服务器高热流密度和制冷效果的影响,机柜一般不会满负荷放置服务器,导致机柜空间利用率也比较低。

       针对传统风冷散热成本高、空间占据大等痛点,潘敏强及其团队从2006年就开始了微电子芯片散热及其高效节能应用的研究。其团队依托于华南理工大学机械与汽车工程学院建立,核心成员包括3名教授,10余名博士和硕士研究生。

       经过十年的不懈努力,历经20道工序的制造工艺改造,团队终于开发研制出热管极端制造技术,并可应用于新基建大型数据中心,以及微小数据中心或边缘计算场景中。

     “自主研发的热管导热能力是普通铜管的20-50倍,通过其高传热能力,将服务器主要发热芯片的热量传送至服务器外部,然后间接通过外置液冷循环系统快速带走热量。”潘敏强说,液冷技术相对于传统风冷,可以节省20%以上能耗,在同功率情况下服务器主机房占地面积能减少33%-50%。

       2016年液冷时代研究团队联合中国移动进行应用示范,示范项目通过了工信部组织的科技成果鉴定。2020年推出边缘计算微数据中心、高功率多CPU工作站间接液冷系列产品。

       目前,研究团队获得8项国家省部级科技奖励,拥有核心知识产权33件,其中发明专利14件。热管制造技术荣获国家科技进步二等奖、广东省科技进步一等奖。

市场空间巨大

产品即将量产

“大数据中心作为新基建重点发展领域之一,增长潜力十足,但伴随着其快速发展,数据中心也呈现出高热流密度高能耗的态势。”液冷时代总经理陈坚泽认为,快速发展的行业对散热提出了更高的要求,同时也给散热节能公司打开了市场空间。

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     《中国液冷数据中心发展白皮书》数据显示,截至2019年底,全国在用数据中心同比增长28.6%,在建数据中心规模增长30%,特别是北上广深等一线城市增速明显。估算2025年中国液冷数据中心市场规模将超千亿元。

       潘敏强教授觉得,现有市场上的液冷技术主要有两种,芯片非接触式和芯片接触式的。芯片非接触式的通过软管连接,采用离子水作为冷却工质,但是冷却液进入服务器存在泄漏的风险;接触式采用碳氧化合物等专用冷却液体,成本较高。“而液冷时代的产品综合投资回收期低于1年,后期运营成本能降低25%,因此具有市场竞争优势。”

       企业技术研发和产品生产的背后也离不开政府的大力扶持。2020年11月,潘敏强团队研究项目被评为佛山高新区高技术产业化创业团队B类项目,获评500万元引导资金。“佛山市高新区从政策、资金、场地等各个方面都给予了企业支持和保障。”在潘敏强看来,作为创新创业团队有了政府的帮助,企业可以更好地科研攻关。

      “现在已经与一些高等院校签订了合作协议,和头部的互联网公司也有洽谈。”潘敏强说,新技术想要得到同行的认可需要更大范围的应用,未来将会通过科技研发进一步降低成本,佛山作为制造业大市,上下游配套生产产业链丰富,也能帮助推动产品的量产。

来源:南方Plus
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