Kas yra deimantų ir vario kompozicinė šaltoji plokštė?

Kai dirbtinio intelekto lusto galia pasiekia kilovatų diapazoną, įprastinės varinės šaltosios plokštės pasiekia savo ribas. Vario šilumos laidumas apie400 W/(m·K)jau yra vienas iš geriausių metalų, tačiau jis negali neatsilikti nuo šilumos srauto tankio, išmatuoto kvadratiniais milimetrais šiuolaikiniuose GPU. Kita vertus, deimantas pasiekia1,000–2,000 W/(m·K)- kelis kartus vario, tačiau jis yra kietas, trapus ir beveik neįmanomas tiesiai į šaltą plokštę. Adeimantų-vario kompozito šalto plokštėeina pragmatišku keliu: įdėkite deimantų daleles į vario matricą, leiskite deimantui nešti šilumą, o variui - gaminamumą.

1. Kas tai yra: metalo matricos kompozitas

Deimanto ir vario (deimanto / Cu) kompozitas priklauso metalo matricos kompozitų (MMC) šeimai:

• Deimantų dalelės paprastai pakraunamos30–50 tūrio proc.;
• Varis sudaro ištisinę matricą, užtikrinančią lankstumą, apdirbamumą ir tinkamumą lituoti;
• Deimantas veikia kaip armatūra, užtikrinantis itin aukštą šilumos laidumą plokštumoje.

Gauta medžiaga pataiko1,5–2 × gryno vario šilumos laidumo koeficientas, o jo šiluminio plėtimosi koeficientas gali būti suderintas arčiau silicio (~ 4 ppm/K), sumažinant šiluminį neatitikimą lusto sąsajoje. Tuo pačiu metu kompozitą vis tiek galima gręžti, frezuoti ir lituoti kaip įprastą metalą – todėl jis realus kaip šaltoji plokštė, o ne kaip laboratorijos įdomybė.

2. Pagrindinis iššūkis: sąsajos šiluminė varža

Tikroji inžinerijos problema yra nesumaišyti deimantų į varį – taip yrakad šiluma sklandžiai tekėtų per deimanto ir vario sąsają. Varis vos sušlapina deimantą: išsilydusio vario rutuliukai ant deimanto paviršiaus kaupiasi kaip vanduo ant aliejaus, palikdami silpną ryšį ir didelę sąsajos šiluminę varžą. Pramonė tai puola iš dviejų pusių:

• Deimantinio paviršiaus metalizavimas: plona Ti, Cr, W arba Mo danga padengiama deimantų smėliu, kad pagerintų vario drėkinimą;
• Legiruotojo vario matrica: į varį dedama aktyvių elementų, tokių kaip B, Zr arba Cr; jie reaguoja su deimantine anglimi sąsajoje ir sudaro karbido tarpsluoksnį.

Kuris maršrutas atliktas gerai, nusprendžia, ar gatava medžiaga pasiekia 800 W/(m·K), ar sustoja apie 500.

3. Kaip tai daroma: trys pagrindiniai procesai

• Miltelinės metalurgijos karštasis presavimas: deimantų ir vario milteliai sumaišomi ir sukepinami veikiant šilumai ir slėgiui; brandus ir palyginti nebrangus;
• Vakuuminis / dujų slėgio infiltravimas: deimantinis ruošinys dedamas į formą, o išlydytas varis vakuume ir slėgyje įsiskverbia į dalelių sluoksnį; pasiekiamas didelis tankis ir didesnė deimantų tūrio dalis;
• Kibirkštinis plazminis sukepinimas (SPS): impulsinė srovė užtikrina greitą kaitinimą, smulkius grūdelius ir kontroliuojamą sąsajos reakciją; pirmenybė teikiama moksliniams tyrimams ir plėtrai bei aukštos klasės mažų partijų dalims.

Tada ruošinys apdorojamas mikrokanalinėmis struktūromis, lituojamas iki skysčių jungiamųjų detalių ir apdorojamas paviršiumi, kol tampa šalta plokšte, kuri gali nukristi į AI serverį.

4. Kur link juda technologija

• Didesnė deimantų apkrova: judant nuo 40 tūrio % link 60 tūrio %+ šilumos laidumas stumiamas link 900–1 000 W/(m·K);
• Integruoti mikrokanalai: deimanto-Cu kompozito sujungimas su mikrokanalų srauto laukais vienoje šaltoje plokštelėje ta pačia kryptimi kaip ir tokie produktai kaip Frore's LiquidJet Diamond;
• Išlaidų mažinimas: gerėjant vidaus deimantų mikromiltelių tiekimui ir proceso brandai, žaliavų ir apdirbimo sąnaudos sparčiai mažėja – medžiaga pašalinama iš popieriaus ir patenka į masinį tiekimą;
• Programos išplėtimas: už AI GPU, medžiaga keliauja į EV galios modulius (SiC / GaN), 5G/6G bazines stotis, lazerinius diodus ir kosmoso elektroniką;
• Standartai: kuriami pramonės standartai dėl šilumos laidumo, sąsajos atsparumo ir nuovargio eksploatavimo trukmės, o tai atveria kelią didelio masto pirkimams.

5. Įmonės pozicionavimas šioje erdvėje

Kinijos pusėje viešai pranešta žaidėjai:

• Sugon Digital: C8000 V3.0 megavatų klasės fazių keitimo panardinamasis aušinimo skystis stovas yra pirmasis didelio masto deimantinės-vario šiluminės medžiagos panaudojimas, išsklaidantis daugiau nei 200 W/cm², o šilumos laidumas padidėja 80 %;
• Worldia: sukūrė deimantų ir vario kompozitus, skirtus šaltai plokštei šilumai paskleisti, ir šiuo metu ima mėginius iš tolesnių klientų;
• Sifangda: CVD deimantiniai šilumos skirstytuvai išlaikė klientų testus ir laimėjo mažų partijų užsakymus, o statoma 25 000 vienetų per metus gamybos bazė;
• Huanghe viesulas: jo paties sukurtas deimanto ir silicio karbido kompozitas pasiekia daugiau nei 700 W/(m·K), kai CTE yra suderinta su silicio substratais; 8 colių deimantų radiatorių linija jau gaminama;
• Zhongnan Diamond, Mega Diamond, Huifeng Diamondir kiti ypač kietų medžiagų gamintojai yra deimantų mikromiltelių ir kompozicinių žaliavų gamyboje.

Tarptautiniu mastu „Element Six“ (JK), „Diamond Materials“ (Vokietija), „Morgan Advanced Materials“ ir „Coherent“ sukūrė ilgalaikes programas iš deimantų-vario ir deimanto-aliuminio kompozitų.

Uždarymas

Deimanto ir vario kompozicinė šaltoji plokštė nėra skirta vario pakeitimui deimantu. Kalbama apie derinimądeimantų šilumos laidumas su vario gamybos galimybėmispadaryti tarpinę medžiagą, kuriai neprilygtų joks grynas metalas. Dirbtinio intelekto lusto galiai ir toliau didėjant, o įprastoms varinėms šaltoms plokštėms artėjant prie savo fizinės ribos, ši medžiaga iš skaičių ant popieriaus virsta tikrai gaminamu komponentu tikruose duomenų centruose.

Apie huicetools:profesionalus deimantinių įrankių gamintojas, įkurtas 2006 m. Turėdami ilgametę praktinę patirtį, parduodame tiesiogiai gamykloje labai konkurencingomis kainomis. Mūsų produktų linija apima deimantinius pjovimo diskus, deimantinius šlifavimo blokus, deimantinius grąžtus ir visą asortimentą deimantinių įrankių, skirtų statyboms.

Atsisakymas:Šis straipsnis yra pritaikytas ir perrašytas iš viešai prieinamų ataskaitų apie Kinijos internetą ir bendras pramonės žinias, skirtas tik pramonės šakai. Čia cituojami medžiagų našumo skaičiai, proceso maršrutai ir įmonės padėtis gaunami iš viešai paskelbtų minėtų įmonių; realus našumas skiriasi priklausomai nuo paruošimo proceso ir taikymo sąlygų. Neatsakome dėl jų išsamumo, tikslumo ar savalaikiškumo, o šis straipsnis nėra investicijų ar pirkimų patarimas. Dėl pakartotinio paskelbimo ar citavimo susisiekite su huicetools ir nurodykite pirminį šaltinį.