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Avec le développement rapide des grands modèles d’intelligence artificielle et des centres de calcul, la densité de puissance des serveurs d’IA augmente continuellement, la consommation électrique par GPU dépassant désormais 700 W. Par conséquent, la dissipation thermique est devenue un goulot d’étranglement critique freinant l’augmentation de la puissance de calcul. En tant que matériaux d’interface thermique (TIM) essentiels entre les puces et les dissipateurs, les performances thermiques des graisses siliconées conductrices de chaleur et des caoutchoucs thermiques dépendent directement de la qualité des charges d’alumine. De nombreux fabricants de matériaux thermiques se demandent : comment choisir l’alumine adaptée à la dissipation thermique des serveurs d’IA ?
Pourquoi la dissipation thermique des serveurs d’IA exige-t-elle des exigences plus élevées en matière d’alumine conductrice de chaleur ?
La densité de puissance des puces GPU dans les serveurs d’IA est nettement supérieure à celle des serveurs traditionnels, la résistance thermique interfaciale entre la puce et le dissipateur pouvant représenter jusqu’à 30 % à 50 % de la résistance thermique totale. Pour minimiser cette résistance thermique interfaciale, les matériaux d’interface thermique (TIM) doivent présenter une conductivité thermique plus élevée (généralement ≥ 5 W/(m·K), et ≥ 8 W/(m·K) pour les applications haut de gamme), une impédance thermique plus faible et de meilleures performances de mouillage. Cela exige que les charges d’alumine possèdent : une pureté plus élevée afin de garantir leur conductivité thermique intrinsèque ; une sphéricité plus élevée pour atteindre des taux de chargement plus importants ; une distribution granulométrique optimisée afin d’assurer une efficacité maximale au niveau de la limite d’empilement ; et une absorption d’huile plus faible afin de réduire la viscosité du système.
Les spécifications typiques de l’alumine à haute conductivité thermique Shandong Greatsun Aopeng sont les suivantes : Al₂O₃ ≥ 99,8 %, Fe₂O₃ ≤ 0,01 %, Na₂O ≤ 0,06 %, taille des particules D₅₀ disponible en plusieurs grades à partir de 150 μm, surface spécifique (BET) de 18 m²/g, absorption d’huile ≤ 25 g/100 g, conductivité thermique ≥ 30 W/(m·K) (valeur intrinsèque de la poudre), résistivité volumique ≥ 10¹⁵ Ω·cm et dureté Mohs de 9.
Les applications haut de gamme, telles que les serveurs IA, les stations de base 5G et les IGBT destinés aux véhicules électriques (EV), imposent des exigences strictes en matière de pureté et de distribution granulométrique de l’alumine ; on utilise généralement une stratégie de formulation multimodale combinant des tailles de particules grandes et petites. Shandong Greatsun Aopeng propose un schéma de formulation multimodale à quatre niveaux comprenant des valeurs D₅₀ de 40 μm + 20 μm + 5 μm + 1 μm, permettant ainsi d’atteindre une densité d’empilement maximale afin d’optimiser la conductivité thermique.
Lorsqu’un important fabricant national de matériaux thermiques a développé des cales à haute conductivité thermique pour les modules GPU de serveurs d’intelligence artificielle, il a intégré comme charge l’alumine Shandong Greatsun Aopeng (formulation à trois niveaux : D50 de 40 μm + 5 μm + 1 μm). Avec un taux de chargement atteignant 88 % en masse, la cale thermique obtenue présentait une conductivité thermique de 6,5 W/(m·K) et une résistance thermique ≤ 0,15 °C·in²/W (sous une pression de 25 psi), tout en conservant une dureté Shore comprise entre 65 et 75, ce qui garantit une excellente compressibilité et une capacité remarquable de mouillage interfacial. Déployée dans le module de refroidissement GPU d’un serveur d’intelligence artificielle, cette cale thermique a permis de réduire la température de jonction du GPU de 12 °C sous une charge de puissance de 700 W, assurant ainsi un fonctionnement stable du serveur à des fréquences d’horloge plus élevées et augmentant la puissance de calcul d’environ 8 %. Positionnée entre la plaque froide et les puces dans les serveurs à refroidissement liquide, ce produit démontre des performances tout aussi remarquables et a réussi avec succès les essais de fiabilité menés par plusieurs fabricants de serveurs.
Les avantages fondamentaux de l’alumine sphérique conductrice thermique Shandong Greatsun Aopeng sont les suivants : Premièrement, une haute pureté, avec Al₂O₃ ≥ 99,8 % et de faibles teneurs en impuretés telles que Fe et Na, assurant une conductivité thermique intrinsèque élevée sans nuire aux performances d’isolation ; Deuxièmement, une gamme complète de spécifications granulométriques, proposant plus d’une dizaine de grades avec D50 allant de 1 μm à 50 μm, ainsi que des solutions de mélange sur mesure adaptées aux formulations clients ; Troisièmement, une faible absorption d’huile, ≤ 30 g/100 g, permettant des taux de charge ultrélevés tout en maintenant la viscosité du système maîtrisable ; Quatrièmement, une excellente isolation électrique, avec une résistivité volumique ≥ 1015 ω·cm et une forte résistance diélectrique à la rupture, ce qui le rend adapté à tous les types de composants électroniques haute tension ; cinquièmement, une stabilité lot à lot, ayant obtenu la certification fournisseur auprès de plusieurs entreprises cotées en bourse spécialisées dans les matériaux thermiques. Pour des solutions techniques détaillées et des essais d’échantillons d’alumine sphérique destinée à la dissipation thermique des serveurs IA, veuillez contacter Shandong Greatsun Aopeng.
