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AI服務(wù)器散熱：金屬基板與熱-信號(hào)協(xié)同設(shè)計(jì)
某算力企業(yè)通過“銅柱嵌埋+金屬基板”技術(shù)，將AI服務(wù)器PCB熱阻從15℃/W降至11.2℃/W。該方案采用2mm厚鋁基板（熱導(dǎo)率170W/m·K），在CPU焊盤下方嵌入直徑0.5mm的銅柱（間距1mm），通過熱仿真優(yōu)化銅柱分布，使熱點(diǎn)溫度從105℃降至82℃。信號(hào)完整性測(cè)試顯示，銅柱對(duì)28Gbps高速信號(hào)的損耗只有增加0.2dB——這相當(dāng)于在100米長(zhǎng)的信號(hào)線上，只有多產(chǎn)生0.2dB的衰減。
熱-電協(xié)同設(shè)計(jì)的方法論，傳統(tǒng)PCB散熱與信號(hào)設(shè)計(jì)相互獨(dú)立，而AI服務(wù)器要求二者協(xié)同：
1. 材料選型：高速層用羅杰斯4350B（Dk=3.48），散熱層用鋁基板，通過埋盲孔實(shí)現(xiàn)熱-電連接，孔內(nèi)填充銀膏（熱導(dǎo)率200W/m·K）。
2. 結(jié)構(gòu)優(yōu)化：銅柱呈“蜂窩狀”分布，密度達(dá)400個(gè)/cm2，既作為散熱通道，又作為信號(hào)回流路徑，降低串?dāng)_。
3. 仿真驗(yàn)證：使用ANSYS Twin Builder建立熱-電耦合模型，預(yù)測(cè)溫度場(chǎng)對(duì)信號(hào)損耗的影響，如85℃時(shí)Dk值會(huì)增加0.05，需在信號(hào)鏈路中加入均衡補(bǔ)償。
液冷時(shí)代的PCB變革---隨著AI服務(wù)器向浸沒式液冷發(fā)展，PCB需滿足：
1. 耐化學(xué)性：礦物油、氟化液等冷卻液要求PCB表面處理層（如OSP）在100℃下浸泡500小時(shí)無(wú)腐蝕。某廠的ENEPIG鍍層（鎳鈀金）在3M Novec 7500中測(cè)試后，接觸電阻變化<1%。
2. 低氣泡率：液冷PCB的層壓氣泡率需<0.1%，否則會(huì)形成“氣膜”阻礙散熱。某企業(yè)采用真空壓合+氦質(zhì)譜檢測(cè)，將氣泡率從0.5%降至0.05%。
行業(yè)數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)---2025年全球AI服務(wù)器PCB市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)80億元，其中散熱型PCB占比超70%。臺(tái)光電子推出的“金屬基混壓板”，將鋁基板與高頻材料復(fù)合，已應(yīng)用于英偉達(dá)H100服務(wù)器，使單機(jī)柜算力密度從20kW提升至40kW。
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