随着人工智能技术的快速发展,全球数据中心正面临前所未有的散热挑战。麦肯锡最新研究报告显示,到2030年,全球数据中心年耗电量预计将达到惊人的171-219吉瓦,年均增长率高达19%-20%。
这一数字背后,是ChatGPT等AI大模型训练对算力的巨大需求,直接推动单机柜功率密度从2022年的8千瓦飙升至2024年的17千瓦。更令人震惊的是,英伟达最新推出的NVL576机柜功率竟达到600千瓦,相当于500个家庭同时用电的峰值负荷。
在这场算力竞赛中,散热技术已成为制约行业发展的关键瓶颈。传统风冷系统在应对高密度计算时显得力不从心,数据显示,散热系统能耗已占数据中心总用电量的20%以上。这一现状催生了对创新冷却技术的迫切需求,也孕育出一个价值千亿的市场机遇。
什么是“堆锻技术”
美国初创企业Alloy Enterprises凭借其革命性的"堆锻技术"(Stack Forging)正在改写散热行业规则。
这项独家的金属3D打印技术通过将350微米厚的铝或铜薄片进行激光切割后层压锻造,能够制造出内部通道仅50微米的精密结构。
与传统激光粉末床熔融技术(LPBF)相比,其制造的散热通道精细度提升6倍,而材料成本却只有传统技术的1/20。
目前,该公司月产能已达1.5万件,良品率保持在92%的高水平。
堆锻工艺(Stack Forging)。
该工艺以350至400微米厚的6061铝合金或C110铜薄片为原材料开端。
每层金属薄片都经过精密激光切割,以成型复杂的三维结构,包括精密的内部流体通道和多部件嵌套设计。
在层叠组装前,一种类似脱模剂功能的阻隔剂会被选择性喷涂在金属薄片表面。
随后,这些处理后的金属层被送入"键合机"(Bond Machine),在受控环境中施加热量和压力,最终形成完全致密的固态组件。
成品还需经过热处理工序以进一步提升其强度和硬度性能。
产业影响
Alloy Enterprises开发的直接液冷(DLC)方案在性能表现上堪称惊艳。
测试数据显示,该方案能够降低50%的热阻,提升18%的功率使用效率(PUE),泵送压力仅为竞争对手的1/4。
更值得一提的是,其铜制冷板相比传统铝材,散热效率再提升30%。在实际应用中,采用该技术的75MW数据中心可实现21%的节电效果,相当于每年减少数万吨碳排放。
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目前,这项创新技术已经获得行业巨头的认可。
Alloy Enterprises的产品已供货给包括英伟达H100 PCIe在内的15家顶级客户,涵盖服务器OEM厂商、超大规模运营商和芯片制造巨头。
公司CEO Ali Forsyth透露,2024年GPU散热市场规模已达11亿美元,预计年复合增长率将保持在36%的高位。
面对快速增长的市场需求,Alloy Enterprises选择了独特的发展路径。
Forsyth表示:"我们拒绝出售设备,坚持自主生产以确保产品质量。"
目前公司工厂已实现24小时不间断生产,模块化的生产线设计可以快速扩大产能。"
在算力需求呈指数级增长的今天,每节省1千瓦电力就意味着能够多生成1000个AI token。"Forsyth这样强调技术创新价值。
航天3D打印点评
在全球减碳的大背景下,数据中心的能耗问题正受到前所未有的关注。
国际能源署数据显示,2024年数据中心耗电量已占全球总用电量的1.5%。
要实现净零排放目标,到2030年该行业的碳排放必须减少50%。
Alloy Enterprises的解决方案因其100%可回收的材料特性和仅为传统工艺1/20的碳足迹,正成为微软、谷歌等科技巨头实现碳中和承诺的重要助力。
展望未来,Forsyth特别看好核聚变能源的发展前景。
她指出,谷歌投资MIT衍生的CFS聚变电厂项目可能成为下一代清洁数据中心的破局关键。
这场由AI算力需求驱动的散热技术革命,正在重新定义计算效率与能源消耗的平衡关系。
当3D打印技术遇上量子计算级的散热需求,一个价值千亿的硬科技赛道已经悄然成型,而Alloy Enterprises正站在这个风口的最前沿。