EN
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của các mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) quy mô lớn và các trung tâm tính toán, mật độ công suất của máy chủ AI liên tục tăng mạnh, trong đó mức tiêu thụ điện năng của một GPU đơn lẻ đã vượt quá 700 W. Do đó, tản nhiệt đã trở thành một điểm nghẽn then chốt hạn chế việc nâng cao hiệu năng tính toán. Là những vật liệu giao diện nhiệt (TIM) cốt lõi nằm giữa chip và bộ tản nhiệt, hiệu suất nhiệt của mỡ silicon dẫn nhiệt và miếng đệm dẫn nhiệt phụ thuộc trực tiếp vào chất lượng chất độn nhôm oxit. Nhiều nhà sản xuất vật liệu nhiệt đang đặt câu hỏi: Làm thế nào để lựa chọn nhôm oxit phù hợp cho tản nhiệt máy chủ AI?
Tại sao tản nhiệt máy chủ AI lại đòi hỏi yêu cầu cao hơn đối với nhôm oxit dẫn nhiệt?
Mật độ công suất của chip GPU trong máy chủ AI cao hơn nhiều so với máy chủ truyền thống, trong đó điện trở nhiệt giao diện giữa chip và bộ tản nhiệt chiếm tới 30%–50% tổng điện trở nhiệt. Để giảm thiểu điện trở nhiệt giao diện, vật liệu giao diện nhiệt (TIM) phải có độ dẫn nhiệt cao hơn (thường yêu cầu ≥ 5 W/(m·K), và ≥ 8 W/(m·K) cho ứng dụng cao cấp), trở kháng nhiệt thấp hơn và hiệu suất thấm ướt vượt trội. Điều này đòi hỏi chất độn nhôm oxit phải đáp ứng các yêu cầu sau: độ tinh khiết cao hơn nhằm đảm bảo độ dẫn nhiệt nội tại; độ cầu cao hơn để đạt mức độ tải cao; phân bố kích thước hạt được tối ưu nhằm nâng cao hiệu quả đóng gói; và khả năng hấp thụ dầu thấp hơn nhằm giảm độ nhớt của hệ thống.
Các thông số kỹ thuật điển hình của nhôm oxit có độ dẫn nhiệt cao Shandong Greatsun Aopeng là: Al₂O₃ ≥ 99,8%, Fe₂O₃ ≤ 0,01%, Na₂O ≤ 0,06%, cỡ hạt D₅₀ có sẵn ở nhiều cấp độ bắt đầu từ 150 μm, diện tích bề mặt (BET) 18 m²/g, khả năng hấp thụ dầu ≤ 25 g/100g, độ dẫn nhiệt ≥ 30 W/(m·K) (giá trị đặc trưng của bột), điện trở thể tích ≥ 10¹⁵ Ω·cm và độ cứng Mohs là 9.
Các ứng dụng cao cấp như máy chủ AI, trạm gốc 5G và bộ biến tần IGBT cho xe điện (EV) đặt ra yêu cầu khắt khe về độ tinh khiết và phân bố cỡ hạt của nhôm oxit, thường sử dụng chiến lược công thức đa chế độ kết hợp các hạt lớn và nhỏ. Shandong Greatsun Aopeng cung cấp một sơ đồ công thức đa chế độ gồm bốn cấp độ với các giá trị D50 lần lượt là 40 μm + 20 μm + 5 μm + 1 μm, nhằm đạt được mật độ đóng gói tối đa để tối ưu hóa độ dẫn nhiệt.
Khi một nhà sản xuất vật liệu nhiệt hàng đầu trong nước phát triển các miếng đệm dẫn nhiệt cao cho mô-đun GPU máy chủ AI, họ đã sử dụng nhôm oxit của Shandong Greatsun Aopeng (cỡ hạt D50 lần lượt là 40 μm, 5 μm và 1 μm — công thức ba cấp) làm chất độn. Đạt mức độ tải 88% theo khối lượng, miếng đệm nhiệt thu được có độ dẫn nhiệt 6,5 W/(m·K) và điện trở nhiệt ≤ 0,15 °C·in²/W (ở áp suất 25 psi), đồng thời duy trì độ cứng Shore ở mức 65–75 để đảm bảo khả năng nén tốt và khả năng thấm ướt bề mặt tiếp xúc vượt trội. Khi được triển khai trong mô-đun làm mát GPU của máy chủ AI, miếng đệm này giúp giảm nhiệt độ điểm nối GPU xuống 12 °C dưới tải công suất 700 W, cho phép máy chủ vận hành ổn định ở tần số xung nhịp cao hơn và tăng sản lượng công suất tính toán khoảng 8%. Được đặt giữa tấm làm mát bằng chất lỏng (cold plate) và các chip trong các máy chủ làm mát bằng chất lỏng, sản phẩm này cũng thể hiện hiệu suất xuất sắc như vậy và đã vượt qua kiểm tra độ tin cậy với nhiều nhà sản xuất máy chủ.
Những ưu điểm cốt lõi của nhôm oxit hình cầu dẫn nhiệt Shandong Greatsun Aopeng bao gồm: Thứ nhất, độ tinh khiết cao, với Al₂O₃ ≥ 99,8% và hàm lượng tạp chất thấp như Fe, Na, v.v., mang lại khả năng dẫn nhiệt nội tại cao mà không làm giảm hiệu suất cách điện; Thứ hai, dải kích thước hạt đa dạng, cung cấp hơn chục cấp độ với D50 từ 1 μm đến 50 μm, cũng như các giải pháp trộn theo yêu cầu riêng nhằm phù hợp với công thức của khách hàng; Thứ ba, khả năng hấp thụ dầu thấp, ≤ 30 g/100g, cho phép đạt mức độ tải cực cao trong khi vẫn kiểm soát được độ nhớt của hệ thống; Thứ tư, khả năng cách điện vượt trội, với điện trở thể tích ≥ 1015 ω·cm và độ bền điện môi cao, phù hợp cho mọi loại linh kiện điện tử cao áp; Thứ năm, độ ổn định lô này sang lô khác, đã vượt qua chứng nhận nhà cung cấp từ nhiều công ty vật liệu nhiệt được niêm yết công khai. Để biết thêm giải pháp kỹ thuật chi tiết và kiểm tra mẫu nhôm oxit hình cầu dùng cho tản nhiệt máy chủ AI, vui lòng liên hệ Shandong Greatsun Aopeng.
