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算力狂飙下的“散热黑马”浙大自研蓝光3D装备,为AI芯片破解“高烧”困局

2026-07-21 15:58     中国发展网

中国经济导报、中国发展网讯 记者鲍筱兰 当大模型与智能算力引领行业飞速奔跑时,背后那些动辄数百瓦、甚至迈向千瓦级功耗的AI芯片,正经历着前所未有的“高烧”考验。面对传统风冷“杯水车薪”,液冷散热工艺又卡在“复杂流道加工难”的瓶颈上时。近期,浙江大学未来装备实验室曹衍龙教授团队另辟蹊径,他们以一道450nm的蓝色激光,自研出国内首款纯铜芯片散热专用蓝光SLM(选择性激光熔化)装备,为算力产业注入了一针强心剂。

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第一代蓝光打印机。

数据中心为满足国家“双碳”指标,PUE(电能利用效率)要求已降至1.3以下,风冷散热显然力不从心。纯铜导热性能优异,是制作液冷板的绝佳选择,但纯铜对传统红外激光具有极高反射率(吸收率仅约5%),导致常规3D打印极易出现严重飞溅和气孔缺陷,致使零件密度不达标,始终无法量产。这道“反射率悖论”长期困扰着全球制造业。

浙大团队的技术破局点,在于波长物理特性的根本转换。利用自主研发的蓝光增材制造核心工艺,团队将激光波长锁定在450nm。在这一波段下,纯铜对蓝光的吸收率飙升至65%,是传统红外激光的13倍。光能的高效利用,从源头上攻克了高反金属难熔化成形、易产生气孔的行业痛点。

三大硬核优势,重构散热制造标准。这套国内首创的蓝光SLM装备,以三重技术革新破解了芯片降温难题。

1. 结构重生:攻克传统制造盲区。 依托蓝光SLM一体化成型能力,团队能够制造出类似人体血管、植物叶脉般错综复杂的仿生内流道。传统工艺受限于刀具可达性难以完成的精细微通道,如今得以无缝一体成型,彻底消除了焊接工艺带来的渗漏风险与界面热阻,极大提升了对流换热效率。

2. 性能跃升:齐平锻造级致密度。 显微镜下的截面监测数据显示,经蓝光熔化成型的纯铜零件致密度已突破99.9%,内部几乎实现零孔隙。相比同等能量密度下绿光(最高约98%)的成型效果,蓝光工艺能够稳定输出无限接近整块锻造铜的导电、导热性能,为高功率芯片提供最硬核的散热保障。

3. 智造自主:全流程数据可控。 配套浙大自研的全套工艺软件与在线质量监测系统,实现了打印全过程的实时监控与异常识别。铺粉厚度、熔化状态皆有数据可追溯,不依赖海外进口程序,推动高端散热件从“能打出来”迈向“稳定批量打出来”的产业级应用。

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蓝光打印效果展示(致密度:99.95%)(50X截面)

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相同能量密度下的绿光最高致密度为98%左右(引自文献)

目前,该蓝光3D打印技术不仅已与国内头部AI算力企业达成深度合作,按需定制专属高性能冷板,有力支撑数据中心达成PUE≤1.3的低碳目标;在航空航天精密器件、新能源汽车热管理等高精尖领域,同样展现出不可替代的价值,填补了国内自主蓝光金属3D打印装备的技术空白。

创新步履不停。团队正持续迭代设备工艺,拓展铜合金、金、银等高反材料的打印能力。而面对下一代芯片更高的热流密度,浙大团队的目光已投向更具挑战性的“金刚石铜”复合材料打印。他们正着力攻克金刚石表面改性、蓝光熔池界面结合等新难题,旨在为未来AI算力的爆发提前备好一座“终极散热底座”。

从一束蓝光到一块“锻铜”,浙大团队用硬核自研撕开制造瓶颈,也让国产高端制造在算力时代稳稳补上了关键一块拼图。

【责编:倪珺】
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