英偉達（NVIDA）執(zhí)行長黃仁勛今年在 COMPUTEX 2023，特地為美超微（SUPERMICRO）董事長梁見后的演說站臺，雙鴻董事長林育申指出，舞臺上所展示的服務(wù)器產(chǎn)品，幾乎都是雙鴻做的水冷散熱模組，而雙鴻布局水冷散熱模組多年，正好為這股 AI 浪潮搶占先機，但是 AI 服務(wù)器對散熱要求越來越高，為何趨勢從「氣冷」走向「液冷」？

高速運轉(zhuǎn)使散熱從“氣冷”走向“液冷”

從散熱技術(shù)來說，林育申指出，目前散熱模組是以含有熱導(dǎo)管技術(shù)的主被動混合式散熱技術(shù)為主，熱管散熱模組是將風(fēng)散、散熱片、熱導(dǎo)管等元件設(shè)計組合而成，能使內(nèi)部電子零組件享有均溫散熱的運作環(huán)境，使電子設(shè)備運作更趨穩(wěn)定，但是現(xiàn)在下游終端電子產(chǎn)品走向多功能與輕薄化，使得散熱模組廠轉(zhuǎn)而設(shè)計以均熱板、熱導(dǎo)管為主的散熱解決方案。

目前散熱模組分為「氣冷散熱」和「液冷散熱」兩種，其中氣冷散熱就是用空氣作為媒介，透過熱接口材料、均熱片（VC）或熱導(dǎo)管等中間材料，由散熱片或風(fēng)扇與空氣對流進行散熱，而「液冷散熱」則是透過，或浸沒式散熱，主要就是透過與液體熱對流散熱，進而使晶片降溫，但是隨著晶片發(fā)熱量的增加與體積的縮小，芯片熱設(shè)計功耗（TDP）的提高， 氣冷散熱逐漸不敷使用。

隨著ChatGPT的崛起，生成式AI更是帶動服務(wù)器的出貨上揚，連帶要求散熱模組的規(guī)格升級，推動散熱模組走向液冷方案升級，以滿足服務(wù)器對散熱性和穩(wěn)定性的嚴格要求，林育申指出，雙鴻從氣冷散熱技術(shù)開始，早在10年前就透過IBM技轉(zhuǎn)液冷散熱技術(shù)，并提供水冷背門，讓客戶可以不用改變現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)建設(shè)，就能直接加掛水冷背門到機柜使用。

2025年將走向氣冷、液冷并行時代

受到AI應(yīng)用帶動相關(guān)半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展，ChatGPT的GPT-3導(dǎo)入更是讓AI算法參數(shù)量成長到1750億，使得GPU運算力要成長百倍目前業(yè)界多以液冷中的單相浸沒式冷卻技術(shù)，解決高密度發(fā)熱的服務(wù)器或零件散熱問題，但仍有600W的上限值，因為ChatGPT或更高階的服務(wù)器散熱能力須高于700W才足以因應(yīng)。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、邊緣運算、5G應(yīng)用的發(fā)展，數(shù)據(jù)AI帶動全球算力進入高速成長期，下一代的散熱模組設(shè)計，主要有兩大方向，ㄧ是使用3D均熱板（3DVC）升級現(xiàn)有散熱模塊，二是導(dǎo)入液冷散熱系統(tǒng)，改用液體當(dāng)作熱對流介質(zhì)，提升散熱效率，因此2023年液冷測試案量顯著增加，但是3DVC終究只是過渡方案，預(yù)估2024年到2025年將進入氣冷、 液冷并行的時代。

根據(jù)研究機構(gòu)TrendForce的統(tǒng)計，2022年搭載GPGPU（General Purpose GPU）的AI服務(wù)器出貨量比重約1%，但是2023年受到ChatGPT應(yīng)用的帶動，預(yù)期AI服務(wù)器出貨量將成長38.4%，整體2022年到2026年的AI服務(wù)器出貨量年復(fù)合成長率達29%。

「液冷」散熱將成 AI 芯片主流

由于新一代服務(wù)器TDP提升到接近氣冷散熱的極限，因此電子科技大廠紛紛開始測試液冷散熱，或增加散熱空間，像是英特爾（Intel）的Eagle Stream、超微（AMD）的Genoa TDP 350-400W就達氣冷極限，使得液冷散熱成為AI芯片主流，像是NVIDA H100的TDP就達700W，氣冷采3DVC，普遍需4U以上空間， 并不符合高密度部署架構(gòu)。

以散熱系統(tǒng)占數(shù)據(jù)中心總耗能約33%來看，減少總用電量降低電力使用效率（Power Usage Effectiveness）的方式，包含改善散熱系統(tǒng)、信息設(shè)備，并使用再生能源，而水的熱容量是空氣的4倍，因此導(dǎo)入液冷散熱系統(tǒng)，液冷板只需要1U的空間，根據(jù)NVIDIA測試，若要達到相同算力，液冷所需的機柜量可減少66%、能耗可減少28%、 PUE可由1.6降到1.15，并可提升運算效能。

美超微都用雙鴻散熱模組的關(guān)鍵

液冷又分為「水冷」和「油冷」，目前使用最大量的為水冷，林育申指出，現(xiàn)在 AI 服務(wù)器幾乎都采用水冷散熱方案，像是 NVIDIA GH100 的 TDP 超過 700W 就必須使用水冷散熱，雖然目前占雙鴻營收比重仍小，但是 AI 服務(wù)器與傳統(tǒng)服務(wù)器的平均銷售單價（ASP）相差達 10 倍，因此將有助于雙鴻下半年產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，預(yù)估 2023 年 AI 服務(wù)器將可占到 5~10％。

林育申指出，能讓SUPERMICRO采用NVIDIA GH100 GPU的AI服務(wù)器，其水冷散熱模組幾乎都是由雙鴻供應(yīng)主要的關(guān)鍵，就在于雙鴻耕耘水冷散熱解決方案已經(jīng)超過10年，由于導(dǎo)入水冷的困難就在于成本和漏水，但是雙鴻以研究水冷超過10年的經(jīng)驗，已經(jīng)可以逐步克服漏水的問題，而雙鴻布局水冷散熱模組多年，正好為這股AI浪潮搶占先機。

林育申強調(diào)，高速運算導(dǎo)致TDP不斷提升，AI服務(wù)器對散熱的要求越高，傳統(tǒng)熱導(dǎo)管散熱已接近極限，勢必要導(dǎo)入水冷散熱模組，目前雙鴻已有不少客戶導(dǎo)入，包括SUPERMICRO、META，以目前的產(chǎn)業(yè)市況來看，雖然水冷散熱導(dǎo)入得比預(yù)期快，但是要在2023年全面導(dǎo)入水冷還不太可能，預(yù)估應(yīng)該要到2024年，并將在2025年迎來大爆發(fā)。