英偉達也點火金屬3D打印？Rubin AI GPU 芯片要用微通道水冷

南極熊導讀：繼蘋果手機、手表中用上金屬3D打印之后，下一個點火人變成了英偉達！

2025年9月15日，南極熊獲悉，英偉達正推動上游供應商開發(fā)一類名為 MLCP（微通道水冷板）的水冷散熱組件，以應對英偉達 AI GPU 芯片隨代際更替不斷上升的發(fā)熱。

英偉達下代的 "Rubin" GPU 將在單一封裝中包含兩顆 GPU 芯片，功耗預計將超過 2000W，盡管較大的表面積有利于熱量傳導但其仍然對冷卻系統(tǒng)提出了超越現(xiàn)有水冷板解熱能力的嚴苛要求。

傳統(tǒng)水冷板的微水道尺寸在 0.1mm (100μm) 到數(shù)毫米水平，而在 MLCP 中通過在芯片或封裝上的蝕刻水道尺寸可降低至微米級別，同時均熱板、水冷板、IHS 封裝頂蓋、芯片裸晶也將高度整合，進一步提升散熱效率。

據(jù)悉 MLCP 單價可達傳統(tǒng)水冷板的 3~5 倍且能貢獻較高毛利率，但由于其在流體力學、氣泡動力學上的復雜性和更高冷液滲漏風險尚需一段時間才能成熟。

前幾個月，南極熊寫了一篇關(guān)于AI服務器液冷的報道文章《投2.8億建金屬3D打印液冷組件工廠，AIRSYS引領(lǐng)數(shù)據(jù)中心冷卻新方向》之后，就開始關(guān)注液冷方向的上市公司了，感覺散熱會是AI產(chǎn)業(yè)鏈的下一個大需求。

△AMDMI300 冷板的 CT 掃描圖，帶有內(nèi)部冷卻通道。來自Alloy Enterprises

隨著ChatGPT、Deepseek等大模型應用需求激增，AI數(shù)據(jù)中心對GPU散熱需求也井噴。芯片制造商正在生產(chǎn)更大、更熱的處理器，高效冷卻成為數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵問題。

而高精度的金屬3D打印技術(shù)，或許可以成為英偉達要求微通道水冷板的一大解決方案。

△倍豐科技金屬3D打印0.3mm超薄散熱器，整體厚度僅為0.3mm，內(nèi)含0.15mm冷卻水路，采用自研GA520材料制作，性能尤為卓越。通過結(jié)合3D打印優(yōu)勢，可在設計之初實現(xiàn)內(nèi)部散熱流道的拓撲優(yōu)化，以實現(xiàn)更強的散熱能力，有效解決消費電子、先進算力、高端芯片等行業(yè)的散熱難題。

△希禾增材始終圍繞銅基材展開研發(fā)。銅因其優(yōu)異的導熱與導電性能，被廣泛應用于散熱器、IGBT功率模塊及高效電氣零部件中。針對傳統(tǒng)純銅加工的局限，公司通過綠光激光打印技術(shù)成功突破難點，實現(xiàn)了更復雜、更高效的散熱與導電結(jié)構(gòu)。

△2025年6月南極熊獲悉，希禾增材獲得了一個綠激光3D打印的專利，最小光斑直徑15μm。希禾增材團隊推出了具備超小聚焦光斑能力的高功率激光光學系統(tǒng)及其配套3D打印設備。該系統(tǒng)采用波長范圍為500-550nm的單模綠光激光器作為光源，在焦點處形成直徑為5-20um的超小光斑，突破了當前激光3D打印光斑直徑普遍大于30um的技術(shù)限制。同時，光束質(zhì)量(M2)控制在1.0-1.4之間，確保激光能量的高度集中與加工過程的穩(wěn)定性。

1. 實現(xiàn)微米級通道結(jié)構(gòu)與定制化設計
高精度制造：金屬3D打?。ㄈ缂す夥勰┐踩廴诩夹g(shù)，LPBF）可制造壁厚低于100微米的薄壁結(jié)構(gòu)和微通道，甚至通過電化學增材制造（ECAM）實現(xiàn)33微米分辨率的銅制翅片。這直接滿足MLCP對微米級水道尺寸的需求。

拓撲優(yōu)化與自由設計：通過計算流體動力學（CFD）和拓撲優(yōu)化算法（如Oqton 3DXpert軟件），可設計非均勻、仿生或晶格狀微通道（如三重周期最小表面結(jié)構(gòu)-TPMS），優(yōu)化流道分布，減少壓降和熱阻，提升散熱效率。例如，研究顯示優(yōu)化后的液冷板換熱量提升20%，壓力損失降低70%。

2. 一體化成型消除泄漏風險
MLCP需將冷板、均熱板和芯片蓋高度集成。金屬3D打印可一次性成型無焊縫的一體化結(jié)構(gòu)，避免傳統(tǒng)釬焊或組裝帶來的泄漏點。例如：

CoolestDC與EOS合作的無泄漏銅冷板，通過3D打印承受6 bar水壓，杜絕冷卻液泄漏風險?！禔I液冷需求井噴，金屬3D打印微通道給散熱和節(jié)能帶來新破局》

Alloy Enterprises的堆鍛技術(shù)（Stack Forging）用鋁/銅薄片層壓鍛造，實現(xiàn)50微米通道且無焊縫?！禔I狂飆下散熱需求井噴，拉動金屬3D打印，Alloy堆疊鍛造3D打印液冷板革新數(shù)據(jù)中心GPU服務器機架冷卻》

這對MLCP至關(guān)重要，因為泄漏可能直接損壞價值百萬的GPU機架。

△世界上首個安裝在服務器 CPU（AMD EPYC 7352 2.30 GHz）上的無泄漏一體式冷板，增材制造使用了EOS Copper CuCP 材料的 AMCM M 2901kW 系統(tǒng)

3. 高導熱材料（如銅）的加工能力
銅的導熱性優(yōu)異，但傳統(tǒng)激光3D打印因銅的高反射率難以加工。新技術(shù)已突破此限制：

綠色激光或紅光激光：銅對綠色激光吸收率高達40%（是紅外激光的8倍），可實現(xiàn)高質(zhì)量純銅打印。易加三維的紅光激光技術(shù)已支持米級銅部件制造。

4.性能提升的實際數(shù)據(jù)

3D打印液冷方案在實驗中已驗證其優(yōu)越性：

• 熱阻降低50%，電源使用效率（PUE）提升18%。
• GPU溫度從風冷的90℃降至40℃，計算性能從5.8 TFlops提升至8.1 TFlops。
• 允許使用更高溫度冷卻液（如44°C溫水），減少對制冷系統(tǒng)的依賴。
  

微通道水冷，據(jù)南極熊了解，已經(jīng)有某些上市公司開始部署多臺金屬3D打印機來進行打印相關(guān)組件，未來整個散熱市場可能需要幾百臺，甚至上千臺金屬3D打印設備來加工生產(chǎn)組件，特別是高導熱的銅等金屬材料，也會面臨新的市場機遇。

南極熊想說，手機3C、AI散熱已經(jīng)成為拉動金屬3D打印市場需求的大型引擎，未來相關(guān)的產(chǎn)業(yè)資本、資源都會往這些領(lǐng)域進行傾斜，看誰能在新一代應用大潮中脫穎而出呢？

△視頻：干貨滿滿的一場金屬3D打印應用論壇