Tản nhiệt nhôm chính xác thành công trong Module AI

I. Điểm đau của ứng dụng

Mô-đun tính toán AI (card tăng tốc GPU, đơn vị suy luận AI) mật độ công suất tiếp tục tăng, công suất tản nhiệt trên một chip vượt 300W, rào cản cốt lõi của bộ tản nhiệt truyền thống có 3 điểm: thứ nhất, hệ số dẫn nhiệt của nhôm đúc thường chỉ khoảng 96W/(m・K), nhiệt trở quá cao khiến chip tăng nhiệt độ vượt tiêu chuẩn, thường xuyên kích hoạt giảm tần số tính toán, ảnh hưởng đến hiệu quả AI; thứ hai, thiết bị AI cần thích ứng với phạm vi nhiệt độ rộng -40℃~+120℃, độ cứng kết cấu của bộ tản nhiệt truyền thống không đủ, dễ biến dạng, tiếp xúc kém trong môi trường rung, chu trình nhiệt, nhiệt trở tăng vọt; thứ ba, độ lệch phẳng của bộ tản nhiệt bằng công nghệ truyền thống lớn, nhiệt trở tại mặt tiếp xúc với chip vượt tiêu chuẩn, và tính nhất quán kích thước trong sản xuất hàng loạt kém, không thể đáp ứng yêu cầu giao hàng hóa theo quy mô AI.

II. Giải pháp tùy chỉnh

Kết hợp đặc tính tản nhiệt của thiết bị AI với quy chuẩn gia công GB/T 3880.2 tiêu chuẩn quốc gia, YUKUN ELEKTRONIK xây dựng giải pháp toàn bộ quy trình tùy chỉnh:

1. Chọn vật liệu và tối ưu hóa tính năng: Sử dụng vật liệu nền hợp kim nhôm 6063 T5/T6 với hệ số dẫn nhiệt lên đến 200W/(m・K), đảm bảo cả tính dẫn nhiệt và độ bền cơ học; đáp ứng yêu cầu lắp đặt chip AI, kiểm soát chặt chẽ tính chất cơ học của vật liệu để đảm bảo độ ổn định cấu trúc của khối tản nhiệt trong điều kiện làm việc nhiệt độ rộng.

2. Thiết kế cấu trúc và công nghệ: Tối ưu các thông số cấu trúc lá nhôm, khoảng cách lá nhôm 2~5mm trong trường hợp tự nhiên đối lưu, 1~3mm trong trường hợp gió lạnh cưỡng bức, độ dày 1.0~1.5mm, làm tăng tối đa diện tích tản nhiệt; sử dụng công nghệ kéo ép chính xác, đảm bảo độ phẳng của bảng tản nhiệt ≤0.05mm, giảm thiểu nhiệt trở tiếp xúc với chip; bề mặt được xử lý anốt hóa, hệ số tản nhiệt bức xạ được nâng lên 0.8~0.9, tăng cường khả năng tản nhiệt tự nhiên.

3. Sản xuất hàng loạt tự động hóa: Xây dựng dây chuyền gia công CNC chính xác + kiểm tra tự động hóa, thực hiện toàn bộ quy trình định hình cánh tản nhiệt, mài phẳng, kiểm tra kích thước tự động hóa, đảm bảo sai số kích thước sản phẩm hàng loạt ≤±0.02mm, phù hợp với nhu cầu lắp ráp quy mô lớn của thiết bị AI.

III. Hiệu quả đạt được

Lần này khối tản nhiệt được thiết kế riêng đã được áp dụng hàng loạt cho hai loại module tính toán AI chủ lực, hiệu quả cốt lõi như sau:

1. Năng lực tản nhiệt được cải thiện đáng kể: Với khối tản nhiệt này, chip AI khi hoạt động ở chế độ full load sẽ có nhiệt độ tăng ít hơn 12~18℃ so với giải pháp tản nhiệt truyền thống, giải quyết triệt để vấn đề giảm tần số hoạt động của chip AI và nâng cao hiệu suất suy luận AI lên 22%.

2. Điều kiện làm việc thích ứng đạt tiêu chuẩn: thông qua -40 ℃~+120 ℃ chu kỳ nóng lạnh, kiểm tra rung liên tục, cấu trúc khối tản nhiệt không bị biến dạng, tiếp xúc với sức đề kháng nhiệt không tăng rõ rệt, phù hợp với môi trường sử dụng khắc nghiệt của thiết bị AI trên xe hơi, cạnh công nghiệp.

3. Hiệu quả sản xuất hàng loạt nổi bật: dây chuyền sản xuất tự động hóa đạt tỷ lệ sản xuất tốt của khối tản nhiệt lên tới 99,2%, hiệu quả sản xuất tăng 45%, chi phí tản nhiệt cho một thiết bị AI giảm 18%; sản phẩm đã vượt qua kiểm định nguyên liệu của các nhà sản xuất thiết bị AI, đạt được cung ứng ổn định hàng loạt, tạo nền tảng quan trọng để công ty mở rộng kinh doanh chuỗi cung ứng linh kiện điện tử AI.