3D VCヒートシンクの現状と開発動向

VC (ベイパー チャンバー) ヒート シンクは、電子部品やその他の熱源からの熱を効果的に放散するために使用される冷却デバイスです。これは、相変化と熱伝導の原理に基づいて動作する受動的な熱管理システムです。 VC ヒートシンクは通常、高性能コンピューティング、家庭用電化製品、パワー エレクトロニクス、高出力レーザー機器などの高熱流束アプリケーションで使用されます。ベーパー チャンバー ヒートシンクは、VC を介した効率的な相変化熱伝達により、より均一な温度分布を提供します。 。

フラットVCラジエーターを進化させた3D VCラジエーターは、特殊設計のベースプレートを持ち、垂直凝縮管(ヒートパイプ)と蒸気空間を共有します。これは、複数の開いたヒート パイプを対応する穴を備えた VC にろう付けすることによって作成されます。 3D VC は熱源と直接接触し、XY 平面に沿って均一に熱を放散し、垂直ヒートパイプを介してフィンへの熱伝達を強化します。垂直熱伝導率チューブは相変化熱伝達の速度を高めるため、3D VC の熱伝導率は同じサイズ設計の平面 VC の熱伝導率よりも高くなります。

ハイパフォーマンス コンピューティングの分野では、3D VC ヒートシンクは高性能ワークステーションや AI サーバーで広く使用されています。 2016 年、HP はワークステーションの CPU を 95W から 140W (Intel Xeon E5-1680 v3) に増やすという冷却の課題に直面していました。したがって、HP は、HP Z440 および HP Z840 ワークステーションに千鳥状ヘックス フィン 3D VC ヒートシンクを構成し、軽量シャーシ設計を維持しながら冷却ファンのノイズを大幅に低減しました (HP Z440 では 30% のノイズが削減され、HP Z440 では 25% のノイズが削減されました)。 HP Z840）。

近年、ビッグデータモデルやChatGPTなどのAIアプリケーションの人気により、AIサーバーの需要が急増しています。市場調査会社 TrendForce によると、AI サーバーの出荷台数は 2022 年から 2026 年にかけて年平均成長率 10.8% で増加すると予想され、2023 年には AI サーバーは 38% 増加して 120 万台になると予想されています。 AI チップ冷却の需要は、3D VC にとって最大の潜在市場となっています。 NvidiaのAIサーバーには少なくとも6〜8個のGPUチップが搭載されており、ハイエンドモデルにはフラットベーパーチャンバーの使用に加えて、3D VCヒートシンクも搭載されています。

インテルは、より効果的に熱を放散するために 3D VC を最適化することで、2 相浸漬冷却を使用するという課題に対処します。 3D VC は革新的な沸騰強化コーティングと組み合わされて、核生成サイトの密度を促進し、熱抵抗を低減します。
フラット VC のコンデンサー表面にヒート パイプを溶接するのとは異なり、MSI はグラフィックス カードのヒートシンクの平坦化要件を満たすために、グラフィックス カードに 3D VC 熱ソリューションを使用する予定です。ヒートパイプを介してより多くのフィンと直接熱交換することで、ラジエターの冷却性能が向上します。