>> 国泰海通证券-半导体行业跟踪报告:AI发展,热管理的核心瓶颈向芯片聚焦,导热界面材料(TIM)的需求将快速增长-251006
| 上传日期: |
2025/10/6 |
大小: |
1255KB |
| 格式: |
pdf 共8页 |
来源: |
国泰海通证券 |
| 评级: |
增持 |
作者: |
舒迪,肖隽翀 |
| 下载权限: |
此报告为加密报告 |
|
|
本报告导读: 高密度算力中心不断发展,芯片层面的冷却技术愈发成为热管理系统的核心瓶颈,我们认为导热界面材料(TIM)的需求将快速增长。 投资要点: 投资观点。在面对人工智能和更新芯片设计不断增长的需求,当前的冷却技术将在短短几年内限制产业的不断发展。近日,微软宣布已成功开发出一种芯片内的微流体(Microfluidic)冷却系统,可以对模拟团队会议核心服务的服务器进行有效冷却,散热效果比冷板好3倍。这个技术方案是将微小的通道直接蚀刻在硅片的背面,形成凹槽,冷却液直接流到芯片上,实现更有效的散热。我们认为AI智算中心的热管理系统的核心瓶颈正不断聚焦于芯片层面,建议关注TIM1、TIM1.5、TIM2等导热界面材料的需求增长,以及芯片内微流体技术的不断演进,推荐标的德邦科技。 AI发展,热管理对完整散热系统的要求越来越高。伴随AI大模型、AI应用的不断发展,其算力底座数据中心面临全新挑战以满足智算发展需求,数据中心架构正加速向高密度、智能化和可持续方向演进。根据TrendForce表示,AI服务器采用的GPU和ASIC芯片功耗大幅提升,以NVIDIAGB200/GB300 NVL72系统为例,单机柜设计功耗(TDP)高达130kW-140kW。根据行业经验,在电子系统中大概有55%的失效主要由热问题导致,而数据中心电子系统的热管理目标即是在指定负载和条件下将组件温度保持在安全运行范围内,包括机房、服务器机柜、主板、芯片、电源组件等完整的散热系统,应考虑功耗、功率密度及其空间分布等多种因素。 算力芯片的功耗持续攀升,散热材料的挑战越来越大。以英伟达的芯片为例,其2023年发布的4nm制程节点H20芯片的TDP为400W,而B300芯片的TDP则高达1400W。且未来随着AI对算力需求的持续攀升,功率还将进一步提升,预计到了2027年AI芯片的功耗将突破2KW,高功率芯片带来的尺寸增长,将使得芯片翘曲问题日益严峻甚至可达0.3mm,外部散热系统与相关材料工程正加速迭代,以更高的导热效能应对算力热度挑战。 TIM导热界面材料亟需更高性能的解决方案。芯片的散热主要包括外部系统散热技术和导热界面材料两方面,外部系统散热技术主要是液冷技术代替风冷成为数据中心制冷系统的主流,而导热界面材料则从传统硅脂等向各类高性能导热界面材料发展。导热界面材料主要是将热量从芯片端先释放至均热板或热沉,再靠浸没液等达到散热效果,主要包括TIM1、TIM1.5、TIM2等。其中,TIM1连接芯片与均热板,通常要求导热系数达到15W/mK以上,基材一般采用硅胶、环氧树脂等高分子材料,导热填料有氮化硼、氮化铝、石墨烯等,主要包括相变材料、铟片等;TIM 1.5位于裸芯片和散热器之间的界面材料,主要包括导热硅脂、导热凝胶等;TIM2位于均热板与散热器之间,基材可以是高分子材料、液态金属等。 风险提示:技术研发进度缓慢无法满足核心客户的需求、核心人才流失的风险、估值处于较高水平的风险等。
|
|