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대규모 AI 모델과 컴퓨팅 센터의 급속한 발전에 따라 AI 서버의 전력 밀도가 계속 증가하고 있으며, 단일 GPU의 전력 소비는 700W를 넘어서고 있다. 따라서 열 방산이 컴퓨팅 파워 증대를 제약하는 핵심 병목 현상이 되었다. 칩과 히트싱크 사이의 핵심 열계면재(TIM)로서, 열전도성 실리콘 그리스와 열전도 패드의 열 성능은 알루미나 충전제의 품질에 직접적으로 의존한다. 많은 열관리 재료 제조사들이 질문하고 있다: AI 서버 열 방산을 위해 알루미나는 어떻게 선정해야 하는가?
왜 AI 서버 열 방산은 열전도성 알루미나에 대해 더 높은 요구 사항을 제시하는가?
AI 서버의 GPU 칩 전력 밀도는 기존 서버보다 훨씬 높으며, 칩과 히트싱크 사이 계면의 열 저항은 전체 열 저항의 최대 30%~50%를 차지한다. 계면 열 저항을 최소화하려면 열계면재(TIM)가 높은 열전도율(일반적으로 ≥ 5 W/(m·K), 고성능 응용 분야에서는 ≥ 8 W/(m·K) 필요), 낮은 열 임피던스, 우수한 웻아웃 성능을 가져야 한다. 이는 알루미나 충전제가 다음 특성을 가져야 함을 의미한다: 고순도로 고유 열전도율을 확보; 고구형도로 높은 충전률 달성; 최적화된 입자 크기 분포로 포장 한계 효율 극대화; 낮은 오일 흡수율로 시스템 점도 감소.
산둥 그레이츠선 아오펑 고열전도성 알루미나의 일반적인 사양은 다음과 같습니다: Al₂O₃ ≥ 99.8%, Fe₂O₃ ≤ 0.01%, Na₂O ≤ 0.06%, 입자 크기 D₅₀는 150 μm 이상의 여러 등급으로 제공되며, 비표면적(BET)은 18 m²/g, 오일 흡수율은 ≤ 25 g/100g, 열전도율은 ≥ 30 W/(m·K)(분말 고유 값), 체적 저항률은 ≥ 10¹⁵ Ω·cm, 모스 경도는 9입니다.
AI 서버, 5G 기지국, 신에너지 차량 IGBT 등 고사양 응용 분야에서는 알루미나의 순도 및 입자 크기 분포에 대해 엄격한 요구 사항을 제시하며, 일반적으로 대입자와 소입자를 조합하는 다중 모드 배합 전략을 채택합니다. 산둥 그레이츠선 아오펑은 D50 값이 각각 40 μm, 20 μm, 5 μm, 1 μm인 4단계 다중 모드 배합 방안을 제공하여 최대 충진 밀도를 달성하고 열전도율을 최적화합니다.
국내 선도 열전도 소재 제조사가 AI 서버 GPU 모듈용 고열전도성 패드를 개발할 때, 산동 그레이츠선 아오펑 산화알루미늄(D50 40 μm + 5 μm + 1 μm 삼단계 배합)을 필러로 채택하였다. 이로써 88 wt%의 고함량을 달성하였고, 최종 열전도성 패드는 열전도율 6.5 W/(m·K), 열저항 ≤ 0.15 °C·in²/W(25 psi 조건)를 실현하였으며, 동시에 쇼어 경도 65–75를 유지하여 뛰어난 압축성과 계면 적합성(wetout capability)을 확보하였다. 이 열전도성 패드는 AI 서버의 GPU 냉각 모듈에 적용되어 700W 전력 부하 하에서 GPU 접합부 온도를 12 °C 낮추었고, 이를 통해 서버의 안정적인 고클록 동작을 가능하게 하여 연산 성능을 약 8% 향상시켰다. 액체 냉각 방식 서버에서는 콜드 플레이트와 칩 사이에 배치되며 동일한 수준의 우수한 성능을 발휘하며, 여러 서버 제조사의 신뢰성 시험을 모두 통과하였다.
산둥 그레이츠선 아오펑의 열전도성 구형 알루미나의 핵심 장점은 다음과 같습니다. 첫째, 고순도로 Al₂O₃ ≥ 99.8%이며 Fe, Na 등의 불순물 함량이 낮아 절연 성능을 훼손하지 않으면서 높은 고유 열전도성을 제공합니다. 둘째, 입자 크기 사양이 다양하여 D50이 1 μm에서 50 μm까지 십여 가지 등급을 제공하며, 고객의 배합 공식에 맞춘 맞춤형 혼합 솔루션도 가능합니다. 셋째, 낮은 오일 흡수율(≤ 30 g/100g)로 인해 시스템 점도를 제어하면서 초고함량 충전이 가능합니다. 넷째, 우수한 전기 절연성으로 부피 저항률 ≥ D50 입니다. 1015 ω·cm 및 높은 유전 파열 강도를 갖추어 모든 종류의 고전압 전자 부품에 적합함. 다섯째, 롯트 간 안정성이 뛰어나 여러 상장 열관리 소재 기업의 공급업체 인증을 통과함. AI 서버 열산출용 구형 알루미나에 대한 상세 기술 솔루션 및 시험 샘플 문의는 산둥 그레이츠런 아오펑에 문의하시기 바랍니다.
