來源:新材料在線|
發表時間:2025-04-21
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與此同時,人形機器人概念的火爆正在革新智能電動汽車與汽車零部件生態,智能駕駛、電控、車載芯片等領域取得全方位突破,新能源汽車朝著更加智能、互聯、共享、高續航的目標快速邁進。
伴隨而來的就是,大算力芯片功率越來越高。現在發布的最新GPU功率已經超過千瓦,并且會快速升級到2kw以上,尺寸越來越大,高熱讓算力芯片翹曲問題越來越嚴重。
面對AI算力爆發遇上智能汽車和人形機器人革命所帶來的“高溫壓力”,作為一家高性能材料供應商,霍尼韋爾致力于滿足電子設備制造商的應用需求已超過半個世紀,長期為跨行業熱管理解決方案提供關鍵材料,其產品已涵蓋相變化材料(PCM)、導熱墊片、導熱硅脂、(單)雙組份Hybrid導熱凝膠等四大方面。
在剛剛閉幕的2025慕尼黑上海電子生產設備展上,新材料在線與霍尼韋爾能源與可持續技術集團高性能工業解決方案業務亞太區總經理何薇深度對話,共同討論霍尼韋爾系列產品如何賦能AI服務器、汽車智能化及智能化機器人升級,尤其是在面臨新變局的情況下,熱界面材料(TIM)如何通過性能的突破,助力人工智能服務器與智能電動汽車完成新一輪進化。
高性能工業解決方案業務亞太區總經理 何薇
數據中心熱管理
材料筑起“安全長城”
人工智能等高算力業務激增,芯片制程微縮至3nm,3D堆疊封裝等先進封裝技術不斷發展,熱流密度和熱復雜性均持續增加,數據中心熱管理正面臨著嚴峻挑戰。
何薇認為,其主要的表現就在于熱流密度與熱復雜性的增加,在服務器運行時,眾多精密芯片持續高負荷工作,功耗巨大,熱量積聚極易引發故障或低效能。針對這一問題,霍尼韋爾的PTM系列產品獨特的高分子技術及粉體表面處理技術,使其擁有良好的內聚力和自修復特性來抵御芯片的翹曲變形帶來的大容差問題。
“霍尼韋爾從分子層面開始對導熱界面材料的每一種組分進行結構設計、篩選和優化。例如,我們的相變化材料導熱系數已達到8.5 W/m·K,性能出色。”何薇自豪地說到。
以PTM6000及PTM7000系列相變化材料為例,該材料在室溫下呈現固態,當溫度升高時會軟化,從而在持續的壓力作用下完全填補接觸表面的間隙。這種材料具有優異的抗泵出性能,能夠以無間隙接觸表面的方式高效地散發熱能,確保芯片在長時間、高算力的運行過程中保持穩定,并避免了出現宕機等問題。
“霍尼韋爾的相變化材料,基于其獨特的填料、散熱和本體結合的技術,擁有領先的創新技術實力,能夠快速傳導熱能。其形變特性使其能夠直接嵌合在芯片表面,快速帶走芯片在運算過程中產生的大量熱能,從而有效保護芯片,延長其使用壽命。”何薇如是說。
在目前液冷方案以冷板式為主,份額超過90%的市場條件下,霍尼韋爾的PTM系列已經成為了其主流可靠的解決方案。在液冷數據中心中,設備的長期穩定運行至關重要。PTM6000的聚合物結構和高性能填料使其在高溫環境下具有優異的抗老化能力。在液冷數據中心和自動駕駛計算單元中,設備通常需要在高溫和高負載條件下運行。PTM6000能夠在這些苛刻的環境下保持其物理和化學穩定性,確保散熱性能不受影響。這種抗熱變形特性不僅延長了設備的使用壽命,還降低了因熱變形導致的設備故障風險。
針對浸沒式的液冷,霍尼韋爾也在布局下一代界面材料的產品線,配合芯片制造商和云服務商定制開發熱管理方案,應對冷卻油或氟化液帶來的溶脹溶解問題。霍尼韋爾一直致力于為客戶提供定制化的解決方案,以滿足不同應用場景的需求。
在算力爆發的大背景下,數據中心熱管理成為了重中之重,霍尼韋爾始終關注行業的發展趨勢,并積極尋求與全球領先的云服務商和芯片制造商合作的機會,共同開發出更加先進、高效的AIDC熱管理解決方案。這不僅有助于解決當前數據中心面臨的散熱難題,還將推動整個行業向綠色、低碳、可持續的方向發展。
汽車熱管理一體化發展
材料迎新增長點
2025年,人形機器人概念的爆火也加速了汽車智能化與電動化的進程,也使得汽車熱管理系統從分散式到集成式,進而向智能化發展演進,電機、空調、傳感器、逆變器、電池包的熱管理正在協同發展。一些先進的熱管理系統采用了更加智能化的控制策略,能夠根據實際情況自動調整散熱強度;同時,新材料的應用也提高了熱管理系統的效率和可靠性。而霍尼韋爾在汽車熱管理方面的方案也呈現出了全面發展的趨勢。
隨著汽車EE架構從分布式向集中式演進,行業普遍面臨三重熱管理挑戰:熱源密度激增、散熱空間壓縮、環境工況嚴苛。在高溫、高頻振動場景下,傳統導熱材料或因熱膨脹系數不匹配、機械疲勞或相分離失效導致界面接觸惡化,從而引發局部過熱甚至安全隱患。
何薇認為,新能源汽車電池及車載模塊的熱管理與機械可靠性是材料行業的核心挑戰。對此霍尼韋爾的PTM7000系列相變化材料(PCM)作為導熱界面應用的基體材料,用于填補接觸表面的間隙,實現薄層和高可靠性,而無泵出問題,且其具有相變特性助力高效散熱、高導熱系數與低熱阻、機械性能與長期穩定性、超薄應用與高可靠性等優勢。
與此同時,霍尼韋爾的PTM7950系列相變化材料在逆變器熱管理領域展現了卓越的性能。PTM7950是一種高性能相變化材料,具有低熱阻、高熱導率和優異的表面潤濕性,能夠有效解決熱管理難題。它在室溫下為固態,加熱后軟化,能夠完全填補接觸面的間隙,形成薄而可靠的粘合線,從而更大限度地減少界面熱阻。
值得一提的是,霍尼韋爾通過優化材料設計和導熱性能從而克服了碳化硅器件的集成化的挑戰。PTM7950相變溫度為45℃,能夠在預熱階段快速軟化,同時保持較高的形變能力,避免在裝配過程中對器件造成損傷。此外,PTM7950的高導熱性能(8.5W/m·K)和低熱阻(0.04oC·cm2/W)使其能夠快速將熱量從高溫部件傳導至散熱器,確保設備在高功率密度下的穩定運行。
據何薇透露,目前霍尼韋爾的相變化材料已經成功應用于碳化硅MOSFET逆變器中。以某新能源汽車電子器件核心供應商為例,其采用了霍尼韋爾相變化材料(PCM)導熱解決方案,憑借該材料優異的導熱率和高可靠性,且適用于纖薄間隙,契合逆變器緊湊設計需求。霍尼韋爾相變化材料導熱解決方案的采用顯著提高了該供應商新能源汽車逆變器的散熱性能,幫助其有效應對行業發展所帶來的挑戰。
結語
扎根中國,協力本土化發展
當前中國、歐洲等市場的新能源汽車及AIDC熱管理需求仍存在顯著差異,為此霍尼韋爾堅持中國本土化發展為導向,深耕中國,謀求長期發展,秉持“東方服務東方”的發展理念,積極調整更適用于中國市場的產品設計和技術方案,同時還致力于研發團隊的本土化和供應鏈的優化。在中國,霍尼韋爾的研發團隊由本地人才主導,他們深入了解中國市場的需求和行業趨勢,使得霍尼韋爾能夠快速捕捉市場變化,推動技術創新。
中國不僅是全球最大的汽車市場,也是全球人工智能產業的重要增長引擎之一。隨著中國汽車與人工智能產業的快速發展,對熱管理材料的需求將持續增長。霍尼韋爾對中國市場充滿信心,并基于自身的技術優勢,與客戶緊密合作,共同解讀并為不同地區的客戶提供定制化的熱管理解決方案,滿足各地市場的特定需求。目前本地化策略不僅提升了霍尼韋爾在中國市場的響應速度和客戶滿意度,還為其在全球市場的擴展奠定了堅實基礎。
“面對未來,霍尼韋爾將繼續以客戶為中心,結合市場需求和技術趨勢,在高分子的改性、粉體的優化及其他前沿材料上不斷投入研發,在保持可靠性優勢的前提下,不斷突破K值,持續推出高性能、高可靠性的熱界面材料解決方案。我們相信,通過持續的技術創新和市場布局,霍尼韋爾將引領行業向更高導熱系數、更低熱阻的方向發展,為電子設備的高效散熱和性能提升提供強有力的支持。”何薇最后說道。
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