单相仍是当前成熟液冷区间的主流方案,FilmBoil™ 面向更高热流密度窗口。
FilmBoilTM 两相冷板
高功率芯片两相取热冷板 · 数据中心 / 超算 / 算力卫星两用
FilmBoil™ 贴近 GPU / AI 芯片,是高功率计算设备的第一级取热部件。单相冷板仍是当前主流工程方案;当地面数据中心、超算中心与在轨算力平台面对更高单板热流时,FilmBoil™ 用薄膜沸腾两相取热承接下一代升级需求。
高功率芯片不断提升的计算需求把冷板推到边界
数据中心、超算中心和算力卫星看似是三个场景,底层问题其实一致:GPU / AI 芯片功耗上升,单板热流密度升高,冷板必须在更小温差、更低流量下把热量从芯片界面接走。
单相冷板仍有充足工程余量
单板热流开始压向单相边界
两相冷板进入工程选择窗口
需要从显热搬运切换到潜热取热
两相冷板带来更高的热流边界
在热流密度、安装面温差和泵功三条约束同时收紧,单相冷板开始失去继续拓展的经济性
相变潜热让单位流量携带更多热量,减少继续堆流量带来的系统代价。
多冷板并联时,供液稳定、流量分配和干涸风险比单块换热系数更关键。
显热升温,靠流量堆能力
相变潜热携热,单位流量带走更多热随热流上升更明显
近等温取热,热点显著收敛高热流下流量和泵功同步升高
潜热携热,降低单板所需流量成熟、适合当前主流区间
面向更高机柜功率密度留有余量三条沸腾路线,只有薄膜蒸发本征稳定
高功率芯片两相冷板的沸腾机理包含核态沸腾、流动沸腾与薄膜沸腾。只有薄膜沸腾蒸发能提供稳定蒸发界面,有效避免多冷板并联后的供液稳定、流量分配与干涸风险问题。
三种机理定性对比,并按相变方式 / 壁面过热 / 失效模式 / 多路并联逐项判定。
Darcy 渗流、压降-流量正斜率,多冷板并联不打架,零节流板。
- 相变方式 稳定弯月面锚定,全面积均匀
- 壁面过热 <1 ℃,近等温换热
- 失效模式 毛细限渐进退缩,可预警
- 多路并联 自均衡,零节流板
靠近 CHF 气泡随机、热点与干涸风险,常需工程抑制。
- 相变方式 随机气泡成核,界面波动
- 壁面过热 5–20 ℃,温度不均
- 失效模式 CHF 猝崩,不可预测
- 多路并联 需逐路节流板
易进入负斜率区,多支路需主动均流、泵功代价更高。
- 相变方式 气泡流 / 塞流交替,界面波动
- 壁面过热 沿程温升,阵列不均
- 失效模式 压降负斜率,易失稳
- 多路并联 需主动均流控制
底层壁垒来自双孔径毛细结构、航天级密封工艺与公开文献验证,而不是单一结构参数优化。
薄膜沸腾机理:蒸发界面稳定,多冷板并联后供液稳定、流量分配均匀、干涸风险低。
vs 单相对流 5,000–20,000
距烧干失效仍留工程裕度
关键试验与性能验证
从样件、台架、工况到数据判读,验证 FilmBoil™ 从机理进入工程系统的稳定取热能力。
样件制备 → 台架测试 → 工况覆盖 → 数据判读
- 样件制备
完成蒸发器样件、密封接口与测试连接件。
- 台架测试
接入泵、冷凝、测控与热源,形成可重复测试链路。
- 工况覆盖
覆盖热平衡、热真空、启动与变工况窗口。
- 数据判读
用曲线、温差和回稳窗口判断工程边界。
高热流取热能力
验证高热流输入下的取热边界与安装面温差控制。
启动与变工况稳定性
验证启动、负载变化后的温度响应与回稳能力。
环境与可靠性边界
验证真空环境和热平衡条件下的稳定工作边界。
同一蒸发机理,三个高性能两相产品
多孔金属毛细薄膜蒸发不是一锤子买卖,而是一套核心技术平台。同一套蒸发机理,按器件形态与热功能展开,衍生出取热、传输、扩热三类两相产品。
三者共用多孔金属毛细蒸发界面(同机理),区别只在器件形态与热功能——取热 / 传输 / 扩热。这套蒸发平台,正是热致科技区别于普通热管、冷板供应商的核心壁垒。
从轨道算力卫星到地面 IDC 超算中心
FilmBoil™ 两相冷板优异的性能与本征稳定性实现多场景复用
数据中心高功率 GPU/AI芯片
面对 AI 算力机柜功率密度飙升,FilmBoil™ 把薄膜沸腾相变取热用于芯片界面,以更小温差和更低流量承接更高单板热流。
- 面向高功率 GPU / AI 加速卡
- 相变潜热携热,降低单板所需流量
- 近等温界面收敛热点
超算中心与高密度计算节点
超算节点对芯片结温一致性、长期满负载稳定性和冷却侧能效更敏感,FilmBoil™ 可作为前端取热模块。
- 覆盖超算 / 智算中心液冷需求
- 降低沿程温升对芯片阵列的影响
- 为未来两相机房预留架构余量
算力卫星芯片取热核心部件
在算力卫星平台里,FilmBoil™ 作为主动流体回路的取热第一级,把集中高热流接走,再交给回路与辐射器闭合热预算。
- 高热流密度芯片界面就地取热
- 与泵驱两相回路无缝集成
- 航天级密封与可靠性工艺