服务器散热系统精密制造：AI服务器液冷板vs热管vs均温板散热方案工艺对比

AI服务器散热方案工艺对比：液冷板 vs 热管 vs 均温板

AI服务器芯片功耗的快速增长推动了服务器散热系统精密制造技术的持续迭代。从传统风冷散热器到液冷板和均温板，每种散热方案都有其适用的功耗范围和工艺特点。

一、三种散热方案的工作原理

二、核心性能参数对比

对比维度	液冷板	热管	均温板
最大传热能力	2-5kW（单板）	80-120W/根(φ8)	300-800W（120×120mm）
等效导热系数	500-1500W/(m·K)（流道设计依赖）	5000-20000W/(m·K)	5000-20000W/(m·K)
热阻（℃/W）	0.01-0.05	0.1-0.5（含接触热阻）	0.05-0.15
加工精度要求	极高（微通道±0.05mm）	中（烧结粉末层±0.1mm）	高（真空钎焊±0.08mm）
制造工艺复杂度	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐
单件成本（量产）	50-200元（铝/铜）	5-15元/根（φ8标准件）	30-80元（标准尺寸）
系统级复杂度	⭐⭐⭐⭐⭐（含泵+管路+冷却液）	⭐⭐（被动式）	⭐⭐（被动式）
适用功耗范围	≥300W/单芯片	≤150W/热管	≤500W/均温板
典型应用场景	AI服务器GPU液冷、HBM显存散热	笔记本电脑CPU、基站RF功放	服务器CPU、GPU热点扩散

三、服务器散热系统精密制造工艺要求

• 微通道宽度0.3-1.0mm，深宽比3:1至8:1
• 加工公差±0.05mm，表面粗糙度Ra≤0.8μm
• 核心工艺：精密CNC铣削（微径铣刀φ0.3-1.0mm）
• 刀具寿命：每把微径铣刀加工80-150件
• 焊缝密封性：氦检漏率≤1×10⁻⁷Pa·m³/s

• 管材：无氧铜TU1，壁厚0.3-0.5mm
• 吸液芯：铜粉烧结层（孔隙率40-60%）或沟槽结构
• 工质注入量：管腔体积的10-20%
• 关键工序：真空度≤10⁻³Pa，封口长度≤5mm

• 上下盖板：无氧铜TU1，厚度0.5-1.5mm
• 支撑柱阵列：间距5-10mm，高度与腔体间隙匹配
• 钎焊工艺：真空钎焊或扩散焊，密封性要求同液冷板
• 工质：去离子水（铜板），重量填充率15-30%

四、AI服务器散热方案推荐

• 均温板贴在GPU芯片表面，快速扩散热点（热阻≤0.08℃/W）
• 液冷板覆盖均温板，带走扩散后的热量（总热阻≤0.03℃/W）
• 服务器散热系统精密制造将两个零件通过导热界面材料贴合
• 液冷循环流量：1-3L/min，温升≤15℃

• 单个液冷板覆盖1-2颗GPU
• 快接头+软管并联各液冷板
• 冷水机（CDU）将热量排至外部

• 4-6根热管嵌在散热鳍片座中
• 热管弯折半径≥3倍管径
• 无需泵和管路，系统简单可靠

五、成本效益分析

以4颗700W GPU的AI服务器机箱散热方案对比：

FAQ

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