نجاح المشتت الحراري الألومنيوم الدقيق في وحدات الحوسبة AI

1. نقاط الألم التطبيقية

تستمر كثافة طاقة وحدات معالجة الذكاء الاصطناعي (بطاقات تسريع GPU، وحدات استدلال الذكاء الاصطناعي) في الارتفاع، حيث تجاوزت قدرة تبديد الحرارة للشريحة الواحدة 300 واط. تواجه كتل التبريد التقليدية ثلاث نقاط ضعف رئيسية: أولاً، معامل التوصيل الحراري لألمنيوم الصب العادي حوالي 96 واط/(م·ك)، مما يؤدي إلى ارتفاع مقاومة الحرارة وتجاوز ارتفاع درجة حرارة الشريحة، مما يتسبب في تفعيل ترددي معالجة الذكاء الاصطناعي بشكل متكرر ويؤثر على كفاءة الحوسبة. ثانيًا، تحتاج أجهزة الذكاء الاصطناعي إلى التكيف مع ظروف التشغيل واسعة النطاق من -40 درجة مئوية إلى +120 درجة مئوية، حيث تفتقر كتل التبريد التقليدية إلى الصلابة الهيكلية الكافية، مما يجعلها عرضة للتشوه وضعف التلامس في بيئة الاهتزاز والدورات الحرارية، مما يؤدي إلى ارتفاع حاد في مقاومة الحرارة. ثالثًا، تتمتع كتل التبريد المصنوعة بتقنيات تصنيع تقليدية بانحراف كبير في التسطح، ومقاومة حرارية زائدة عند واجهة التلامس مع الشريحة، كما أن اتساق الأبعاد في الإنتاج الضخم ضعيف، مما يجعلها غير قادرة على تلبية متطلبات التسليم على نطاق واسع لأجهزة الذكاء الاصطناعي.

ثانياً، الحلول المخصصة

بدمج خصائص تبريد أجهزة الذكاء الاصطناعي مع مواصفات المعالجة وفقًا للمعيار الوطني GB/T 3880.2، طورت شركة يوكون إلكترونيك خطة مخصصة لجميع العمليات:

1. اختيار المواد وتحسين الأداء: اختيار ركيزة سبائك الألومنيوم 6063 بحالة T5/T6، معامل التوصيل الحراري يصل إلى 200W/(m・K)، مما يجمع بين أداء التوصيل الحراري والقوة الهيكلية؛ للتوافق مع متطلبات تركيب شريحة الذكاء الاصطناعي، يتم التحكم بدقة في الخصائص الميكانيكية للمواد، لضمان الاستقرار الهيكلي لكتلة التبريد في ظروف التشغيل الواسعة من حيث درجة الحرارة.

2. التصميم الهيكلي والتقني: تحسين معلمات هيكل الزعانف، مسافة الزعانف في سيناريو الحمل الحراري الطبيعي 2~5 مم، ومسافة 1~3 مم في سيناريو التبريد بالهواء القسري، مع سماكة 1.0~1.5 مم، لتعظيم مساحة التبريد. استخدام عملية الشد الدقيق لضمان استواء ركيزة كتلة التبريد ≤0.05 مم، وتقليل المقاومة الحرارية عند التلامس مع الشريحة. معالجة الأكسدة الأنودية للسطح، لزيادة معامل الإشعاع الحراري إلى 0.8~0.9، وتعزيز قدرة التبريد الطبيعي.

3. الإنتاج الآلي بالجملة: إنشاء خط إنتاج متكامل للتشغيل الرقمي الدقيق والفحص الآلي، لتحقيق أتمتة كاملة في تشكيل ريشة كتلة التبريد، والطحن المسطح، وفحص الأبعاد، مع ضمان انحراف الأبعاد للمنتجات الجماعية ≤ ±0.02 مم، لتلبية متطلبات التجميع واسع النطاق للأجهزة الذكاء الاصطناعي.

3- النتائج الملموسة

تم تطبيق كتلة التبريد المخصصة هذه على نطاق واسع في وحدتي حساب الذكاء الاصطناعي الرئيسيتين، مع النتائج الأساسية التالية:

1. تحسن كبير في أداء التبريد: وحدة معالجة الذكاء الاصطناعي المزودة بهذا الكتلة الحرارية تقلل من ارتفاع درجة حرارة نواة الشريحة بنسبة 12-18 درجة مئوية عند التشغيل بكامل طاقتها مقارنةً بحلول التبريد التقليدية، مما يحل تمامًا مشكلة خفض تردد المعالجة ويزيد كفاءة استدلال الذكاء الاصطناعي بنسبة 22%.

2. الاستجابة لظروف التشغيل: اجتاز اختبارات التبريد والتسخين من -40℃ إلى +120℃، واختبارات الاهتزاز المستمرة، دون تشوه في هيكل كتلة التبريد أو زيادة ملحوظة في مقاومة التلامس الحراري، مما يجعله مناسبًا لبيئات الاستخدام الصارمة لأجهزة الذكاء الاصطناعي في السيارات والصناعات الحافة.

3. أداء الإنتاج الضخم متميز: خط الإنتاج الآلي حقق معدل جودة إنتاج كتل التبريد بنسبة 99.2%، وزيادة في كفاءة الإنتاج بنسبة 45%، وخفض تكلفة تبريد كل جهاز ذكاء اصطناعي بنسبة 18%؛ واجتاز المنتج بنجاح مراجعة المواد الخام من قبل مصنعي معدات الذكاء الاصطناعي، وحقق إمدادات دفع مستقرة، مما وضع الأساس الأساسي لتوسيع شركةنا أعمال سلسلة توريد مكونات الإلكترونيات الذكية.