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Mit der rasanten Entwicklung großer KI-Modelle und Rechenzentren steigt die Leistungsdichte von KI-Servern kontinuierlich an; der Stromverbrauch einer einzelnen GPU übersteigt mittlerweile 700 W. Folglich ist die Wärmeableitung zu einer entscheidenden Engstelle geworden, die eine weitere Steigerung der Rechenleistung einschränkt. Als zentrale thermische Schnittstellenmaterialien (TIMs) zwischen Chips und Kühlkörpern hängt die thermische Leistungsfähigkeit von wärmeleitendem Silikongreis und Wärmeleitpads unmittelbar von der Qualität der Aluminiumoxid-Füllstoffe ab. Viele Hersteller von Wärmeleitmaterialien fragen sich daher: Wie ist Aluminiumoxid für die Wärmeableitung in KI-Servern auszuwählen?
Warum stellt die Wärmeableitung in KI-Servern höhere Anforderungen an wärmeleitendes Aluminiumoxid?
Die Leistungsdichte von GPU-Chips in KI-Servern ist deutlich höher als die herkömmlicher Server; der thermische Übergangswiderstand an der Grenzfläche zwischen Chip und Kühlkörper macht bis zu 30–50 % des gesamten thermischen Widerstands aus. Um den thermischen Übergangswiderstand zu minimieren, müssen thermische Schnittstellenmaterialien (TIMs) eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweisen (üblicherweise ≥ 5 W/(m·K), bei Hochleistungsanwendungen ≥ 8 W/(m·K)), einen niedrigeren thermischen Impedanzwert sowie eine überlegene Benetzungseigenschaft besitzen. Daraus ergeben sich folgende Anforderungen an Aluminiumoxid-Füllstoffe: höhere Reinheit zur Sicherstellung der intrinsischen Wärmeleitfähigkeit; höhere Sphärizität, um hohe Füllgradniveaus zu erreichen; optimierte Partikelgrößenverteilung zur Maximierung der Packungseffizienz; sowie geringere Öl-Absorption zur Senkung der Systemviskosität.
Die typischen Spezifikationen für Shandong Greatsun Aopeng hochwärmeleitfähiges Aluminiumoxid lauten: Al₂O₃ ≥ 99,8 %, Fe₂O₃ ≤ 0,01 %, Na₂O ≤ 0,06 %, Korngröße D₅₀ in mehreren Qualitäten ab 150 μm erhältlich, spezifische Oberfläche (BET) 18 m²/g, Ölaufnahme ≤ 25 g/100 g, Wärmeleitfähigkeit ≥ 30 W/(m·K) (intrinsischer Pulverwert), Volumenwiderstand ≥ 10¹⁵ Ω·cm sowie Mohshärte 9.
Hochwertige Anwendungen wie KI-Server, 5G-Basisstationen und IGBTs für Fahrzeuge mit erneuerbaren Energien stellen strenge Anforderungen an Reinheit und Korngrößenverteilung von Aluminiumoxid; üblicherweise wird hierzu eine multimodale Formulierungsstrategie eingesetzt, die große und kleine Korngrößen kombiniert. Shandong Greatsun Aopeng bietet ein vierschichtiges multimodales Formulierungskonzept mit D₅₀-Werten von 40 μm + 20 μm + 5 μm + 1 μm an, um die maximale Packungsdichte zu erreichen und so die Wärmeleitfähigkeit zu optimieren.
Als ein führender heimischer Hersteller von Wärmeleitmaterialien hochwärmeleitfähige Pads für GPU-Module von KI-Servern entwickelte, verwendete er als Füllstoff Aluminiumoxid von Shandong Greatsun Aopeng (D50 40 μm + 5 μm + 1 μm, Dreistufen-Formulierung). Bei einer Füllmenge von 88 Gew.-% erreichte das resultierende Wärmeleitpad eine Wärmeleitfähigkeit von 6,5 W/(m·K) und einen Wärmewiderstand von ≤ 0,15 °C·in²/W (bei 25 psi), bei gleichzeitig konstanter Shore-Härte von 65–75 für hervorragende Kompressibilität und ausgezeichnete Grenzflächenbenetzungsfähigkeit. Im GPU-Kühlmodul eines KI-Servers senkte dieses Wärmeleitpad die GPU-Junction-Temperatur unter einer Leistungsbelastung von 700 W um 12 °C, wodurch ein stabiler Serverbetrieb bei höheren Taktfrequenzen ermöglicht und die Rechenleistungsabgabe um ca. 8 % gesteigert wurde. Zwischen der Kühlplatte und den Chips in flüssiggekühlten Servern positioniert, zeigt das Produkt gleichermaßen herausragende Leistung und hat die Zuverlässigkeitsprüfung bei mehreren Serverherstellern erfolgreich bestanden.
Die Kernvorteile des thermisch leitfähigen kugelförmigen Aluminiumoxids von Shandong Greatsun Aopeng umfassen: Erstens hohe Reinheit mit Al₂O₃ ≥ 99,8 % und niedrigen Verunreinigungsgehalten an Fe, Na usw., wodurch eine hohe intrinsische Wärmeleitfähigkeit erreicht wird, ohne die Isolationsleistung zu beeinträchtigen; zweitens ein umfassendes Spektrum an Korngrößenspezifikationen mit über einem Dutzend Qualitäten mit D50 von 1 μm bis 50 μm sowie maßgeschneiderten Mischlösungen, die auf Kundenformulierungen abgestimmt sind; drittens geringe Öladsorption ≤ 30 g/100 g, was ultrahohe Füllgrade bei kontrollierbarer Systemviskosität ermöglicht; viertens hervorragende elektrische Isolation mit Volumenwiderstand ≥ 1015 ω·cm und eine hohe Durchschlagfestigkeit, wodurch es für alle Arten von Hochspannungselektronikkomponenten geeignet ist; Fünftens: Lot-zu-Lot-Stabilität – es hat die Lieferantenzertifizierung mehrerer börsennotierter Unternehmen für thermische Materialien erfolgreich bestanden. Für detaillierte technische Lösungen und Probe-Tests von kugelförmigem Aluminiumoxid zur Wärmeableitung in KI-Servern wenden Sie sich bitte an Shandong Greatsun Aopeng.
