【芯片冷却涌现大量“黑科技”】 英伟达、学术界与初创公司正密集推出突破性散热技术。当单颗AI加速器功耗逼近1000W、单机架功率接近1兆瓦时，空气冷却已触及物理极限。施耐德电气总裁直言：“一旦单芯片功耗超过阈值，液冷不再是可选项，而是必需品。”半导体产业正经历从芯片内部到数据中心外墙的全链路散热重构。 在芯片级散热领域，韩国科学技术院（KAIST）团队于6月16日发表突破性研究，将“歧管微通道”结构直接雕刻在硅芯片内部，形成高效冷却网络。该设计大幅缩短流体传输距离，显著降低流阻和泵送压力。实验中，系统实现106,000的冷却性能系数（COP），是2020年《Nature》纪录的10倍，意味着仅需十分之一泵送功率即可移除同等热量。即使在每平方厘米2000瓦的极端热负荷下，普通室温水也能将芯片温度控制在100°C以下。更重要的是，该工艺在350°C以下完成，完全兼容现有晶圆代工厂产线，无需巨额设备投资。据Fact.MR预测，全球微流控芯片冷却市场将从2025年的3.843亿美元增至2036年的28.6亿美元，年复合增长率达20%。 随着HBM向HBM5演进，堆叠层数预计达20层，热量积聚成为性能瓶颈。SK海力士于5月27日发布iHBM方案，在HBM堆栈与GPU间的D2D PHY接口中集成高导热、电绝缘的硅基冷却元件（ICE），构建额外散热通道，热阻降低30%。三星则在COMPUTEX 2026展示搭载HPB技术的HBM5模型，该技术已在HBM4E中验证，通过在D2D PHY区域引入独立硅基热路径改善导热。此前其Exynos 2600处理器应用铜基HPB结构，热阻降低16%。美光则聚焦低功耗路线，采用硅通孔（TSV）沟槽冷却技术，在芯片内部蚀刻微沟槽循环冷却液，并通过专利中的垂直散热TSV结构，在不增加裸片面积的前提下形成低阻热通道。三大存储厂商的竞争焦点已从带宽转向热管理，先进封装正将热传导路径纳入核心架构设计。 英伟达在系统层面推动变革。其2026年6月发布的Rubin平台是全球首个100%全液冷AI计算平台，GPU、CPU及网络组件均无风扇，依赖闭环液冷系统。冷却液为75%水与25%丙二醇混合物，入口温度高达45°C（传统约30°C），出口约55°C。高温冷却液使室外干式冷却器无需机械冷水机或蒸发塔即可高效散热——冷却温度每提升1°C，能耗成本降约4%。英伟达称该设计实现“零水消耗”，仅在极少数气候条件下需短暂启用冷水机组。对50兆瓦数据中心而言，年节省冷却能源与水费超400万美元。同时，机架密度提升三倍，噪音降至近乎静音。戴尔已推出无风扇PowerEdge XE8812服务器，单机架容纳144个GPU；Supermicro则交付Rubin NVL4液冷机架方案，并验证浸没式冷却技术。 液冷热潮催生初创公司融资潮。Accelsius完成6500万美元B轮融资，其NeuCool平台采用无水两相液冷，单插槽冷却能力超4500W，节能达50%。Omen AI获3100万美元A轮融资，开发微型光谱仪结合AI实时监测冷却液成分，预防因污染或磨损导致的停机。资本市场亦迅速反应：英伟达公布Rubin细节后，传统HVAC股票下跌，而Vertiv、施耐德电气等液冷布局企业市值显著上涨。BNP Paribas将Vertiv和Eaton列为AI冷却首选标的。 然而液冷并非万能解。芝加哥大学教授Andrew Chien指出，英伟达的“零水消耗”仅限数据中心边界内。据Xylem与Global Water Intelligence分析，到2050年，数据中心冷却用水仅占AI新增水耗的4%，而发电厂占54%，芯片制造占42%。此外，地理限制明显：45°C系统在温带可行，但在亚利桑那、新加坡等炎热地区仍需机械冷却——而这些恰是AI数据中心密集规划区。浸没式冷却虽能将PUE降至1.05、冷却能耗降94%（如KDDI在大阪的部署），但维护复杂、改造老旧设施困难，且前期投入高昂。更需警惕“杰文斯悖论”：单位算力冷却成本下降，可能刺激更大规模部署，反而抵消节能效果。 芯片冷却已从边缘工程环节跃升为AI基础设施的战略核心。从KAIST的微通道、存储厂商的封装热防御，到英伟达的全液冷架构，技术演进清晰指向“冷却系统不断逼近热源”。在算力驱动的新时代，热管理能力决定性能上限、部署密度与运营成本。它不再仅是物理问题，而成为AI时代的“新摩尔定律”，定义着算力增长的物理边界与商业天花板。掌握先进冷却技术，即是握住了未来AI算力版图的关键入场券。 （来源：半导纵横） （原文标题：芯片冷却，涌现大量“黑科技”）