從直冷到浸沒，雙相液冷成新主流？其陽研發3年拚AI散熱突破

作者：財訊雙週刊／楊喻斐

輝達新一代Blackwell架構GPU引爆液冷散熱的需求，今年在台北國際電腦展中，液冷散熱已成為未來顯學。根據《財訊》雙週刊報導，其中，直冷式技術（DLC）逐漸站上主流地位，而浸沒式的發展趨勢亦沒有停下來，到底這些技術有甚麼不一樣？單相與雙相的優、缺點又在哪裡？值得深入探討。

隨著輝達GB200機櫃於今年正式出貨，從氣冷轉向液冷的散熱新時代正式開啟序幕。根據國際能源總署（IEA）指出，2026年，資料中心的總用電當中，運算與散熱將各占4成，因此散熱解決方案已成為AI基礎建設的關鍵一環。

從今年的台北國際電腦展中觀察到，液冷散熱的生態鏈日趨完整，並邁向大量生產階段。研究機構集邦科技預估，今年AI晶片的液冷散熱滲透率，將從去年的11%，大幅提升至24%。

散熱已成AI基建關鍵一環

現在台灣供應鏈廠商投入的液冷散熱中，主要是直冷式技術；就是在晶片上面放置水冷板（Cold Plate），再透過裝有水的分歧管將熱能帶走，從冷水變成熱水之後，會跑到裝有風扇的邊車（Sidecar）或者冰水塔進行降溫，再交給冷卻液分配裝置（CDU），依此進行散熱的循環。這種利用液體散熱的循環技術，稱為單相直冷式技術。

但若是冷卻液在散熱時，遇到熱能會汽化為氣體，藉此迅速帶走熱能，再透過冷凝設備，重新變回液體。這種「液對氣」的方式，則稱為雙相直冷式技術，透過氣體和液體的轉換技術，散熱效率更高。

《財訊》雙週刊指出，目前單相直冷式散熱的解熱能力已經達千瓦等級，等同於一顆輝達最高階GPU的功率，並且讓資料中新的電源使用效率（PUE值）降至1.2至1.3附近，符合各國對於資料中心用電效率的規範，是主流技術。

而佳世達集團旗下的其陽，在3年前卻決定跳過單相技術，直接鎖定雙相，包括雙相直冷與雙相浸沒式冷卻技術。佳世達智能方案事業群總經理暨其陽董事長曾文興表示，我們是以「未來產品」為導向，目標高階客製化訂單。

其陽總經理林章安說明，冷卻液一旦與物體表面接觸將迅速地沸騰，同時也會帶走相當大量的熱能，效率更高。以雙相技術進行的解熱能力可以高達1500瓦至2000瓦，效率增加超過5成，而且能將PUE值進一步往下降至1.02。

值得一提的是，其陽推出了全新的雙相直冷式技術，在既有直冷式的架構設計之下，在晶片上放置了micro mesh（微型網）的雙面冷卻板，增加晶片與冷卻液的接觸面積。

簡單來說，其陽研發的Micro mesh就像一層精密小網子或微結構，讓冷卻液更有效地把熱帶走，提高散熱效率，而汽化的效果就放在這個雙面冷卻板之中，利用沸點僅33度的冷卻液，汽化之後再到冷凝設備，恢復成冷卻液的狀態。

事實上，以色列新創公司Zutacore也投入雙相直冷式技術，今年宣布與軟銀、鴻海、仁寶等大廠進行合作，積極在輝達平台上進行驗證。這也顯示，雙相直冷式技術正開始萌芽，成為全新的散熱技術路線。

至於浸沒式冷卻技術，一樣分成單、雙相，目前以雙相的技術較受到青睞。台灣廠商包括技嘉、緯穎、高力、廣運等都投入雙相浸沒式冷卻技術。令業界較孰知的案例是，2022年，台積電與技嘉合作「浸沒式冷卻高效運算電腦機房」，並且在晶圓12B廠成功運作。

回到其陽的布局，林章安說，這3年以來，累積了冷卻液體循環、設計、回收等經驗，目標要做出雙相浸沒式的伺服器。只是，受到缺乏經濟規模影響，雙相浸沒式冷卻技術的建置成本，仍比現行的單相直冷式要貴2倍以上。

其陽不與主流規格競爭，要如何殺出重圍？首先，鎖定少量客製化市場，再者，與合作夥伴一起打造供應鏈。在2024年10月，在美國Super Computing展會上，其陽的雙相直冷式系統就吸引到一家挖礦業者上門詢問，雙方開始進行概念驗證（POC）專案。

此外，講究能源效率，或者是高度訴求ESG的企業級客戶，這類客戶希望打造獨立且封閉式的新世代機房，也是其陽布局的方向。畢竟大型的資料中心若要導入雙相浸沒式散熱，需要全面更改設計，並不容易。

《財訊》雙週刊也發現，在供應鏈的合作上，其陽與工研院共同開發蒸發器與冷凝機制，加速熱量傳導。另外，日本森川（Morikawa）負責提供氣體回收設備。在冷卻液的部分，供應商包括美國科慕（Chemours）、日本大金、法商Inventec、中國永太等，都已經通過無毒環保驗證。在槽體設計上，其陽也與廣運一起規畫製造。

雙相散熱已在超微平台驗證

只是，業界仍疑慮將伺服器「泡」在冷卻液中，恐衍生訊號延遲衰竭、穩定性不足、維修不易等問題。林章安坦言，的確有許多挑戰需要克服，但是其陽下足了工夫。例如，利用佳世達集團內部實驗室，將造成汙染的塑料件、束線等泡在冷卻液長達1年之久，每個月不斷觀察，是否溶出有毒物，透過這樣的實驗，進一步優化用量。

在槽體設計則朝向模組化設計，維修時只要取出其中1個單元即可，冷卻液在15分鐘之內即會完全乾燥，比過去單相浸沒式多採取礦物油相比，不僅易於維修外，對於訊號傳輸的穩定性也更高。

其陽新推出的雙相浸沒式散熱系統已在超微的平台上獲得驗證，未來也希望與更多的業者一起合作。顯而易見的是，散熱的龐大需求正吸引越來越多新舊朋友投入，散熱已不再是配角，未來技術將如何發展下去，值得持續觀察。…（更多精彩內容，詳見《財訊》雙週刊）

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