AI Server GPU TIM: может ли сферический BN достичь мощности 8 Вт/мК без нарушения спецификации?

При мощности 90 Вт/см² по линии соединения 0,2 мм соединение 3 Вт/мК стоит 60 °C, соединение 5 Вт/мК стоит 36 °C, а соединение 8 Вт/мК стоит 23 °C. Таким образом, 8 Вт/мК — это не маркетинговый номер, а разница между соединением, которое помещается под крышку, и соединением, которое не подходит. Удивительно то, откуда берутся эти 8 Вт/мК: не только из-за нитрида бора. В качестве материала термоинтерфейса для корпусов с высокой плотностью мощности графического процессора сервера AI лучше всего подходит гибрид, в котором крупный оксид алюминия передает тепло, а сферический BN обеспечивает возможность нанесения пасты на уровне 0,2 мм.

Приведенные ниже цифры взяты из испытаний рецептуры XHT — Jiangsu Xinhetong New Material Technology Co., Ltd., производителя сферических керамических порошков в Цзиньху, Цзянсу, чья программа исследований и разработок в области новых технологий материалов охватывает сферонизацию, дизайн упаковки и реологические работы, от которых зависит дозирование тонкой линии связи.

1. Почему ускорителю искусственного интеллекта требуется 8 Вт/мК, если процессору достаточно 3?

Потому что требование предъявляется к тепловому потоку, а не к общей мощности: кристалл мощностью 700 Вт площадью 814 мм² имеет мощность 86 Вт/см², тогда как серверный процессор мощностью 250 Вт площадью 3000 мм² имеет мощность 8 Вт/см², и поэтому та же самая соединительная линия стоит в десять раз больше перепада температуры. Общая мощность — это то, что видит холодная пластина; Плотность ватт — это то, что видит TIM.

Пакет искусственного интеллекта также не может откупиться за счет сгущения пасты. Крышка имеет размеры 100 × 100 мм и деформируется на 50–100 мкм по всему пролету, поэтому линия скрепления уже составляет 0,15–0,3 мм и меняется в два раза по матрице; увеличение толщины увеличивает сопротивление повсюду, чтобы устранить зазор в одном месте. Давление зажима ограничено корпусом и муфтой около 60 фунтов на квадратный дюйм.

Падение температуры на линии соединения 0,2 мм. Колонка мощностью 8 Вт/мК — единственная, которая оставляет место для матрицы, крышки, припоя и охлаждающей пластины при температуре окружающей среды 45 °C.

Почему только нитрид бора выходит на плато около 7 Вт/мК?

Сферический BN является отличным диэлектрическим наполнителем и посредственным проводником тепла через линию соединения. Поликристаллическая сфера h-BN в среднем изотропно имеет 15–25 Вт/мК против 30 для оксида алюминия и 150–180 для AlN. При 65 об.% (это уже предел того, что допускает зазор в 0,2 мм) бимодальное соединение BN достигает 7,0–7,5 Вт/мК, а при повышении до 70 об.% увеличивается 0,4 Вт/мК при удвоении вязкости.

Вот почему целевая рецептура термогеля наполнителя из нитрида бора 8 Вт мК обычно достигается с помощью гибрида, а не только с BN, и почему в таблице данных, указывающей 8 Вт/мК для пасты, полностью состоящей из BN, рядом с ней должна быть приведена кривая вязкости.

Почему не индий или фазовращатель?

Индиевая фольга проводит ток 86 Вт/мК, но фольга толщиной 0,05 мм не может поглотить коробление крышки толщиной 100 мкм — она просто не касается места открытия зазора. Материалы с фазовым переходом справляются с деформацией, но откачивают при температуре выше 125 °C на штампе мощностью 1000 Вт. Гель выигрывает там, где зазор варьируется более чем на 50 мкм и может потребоваться доработка устройства, как это происходит с большинством сборок ускорителей искусственного интеллекта.

✅ Итог: плотность ватт, а не мощность, устанавливает требования TIM, а BN — это диэлектрический и реологический наполнитель, а не двигатель проводимости.

2. Какая формула действительно достигает 8 Вт/мК и сколько это стоит?

Гибрид крупного глинозема с содержанием 66 об.%, сферического BN и мелких частиц достигает 8,1 Вт/мК при 900 Па·с, что является единственным из трех способов, которые можно дозировать при линии соединения 0,2 мм, и он стоит 30 долларов США/кг против 85 долларов США/кг для версии, полностью состоящей из BN. Любой материал термоинтерфейса для спецификации высокой плотности мощности графического процессора сервера искусственного интеллекта действительно имеет три возможных маршрута, и только один из них выдерживает испытание вискозиметром. Полностью глиноземный вариант снова дешевле: 12 долларов США/кг, но для достижения той же проводимости требуется 72 об.%, при котором вязкость достигает 3200 Па·с и модуль упругости 8 МПа: он не может заполнить пробел, а если бы это произошло, это привело бы к сгибанию крышки.

Три маршрута, измеренные

Гибрид работает, потому что две фракции выполняют разную работу. Грубый оксид алюминия с размером частиц D50 50–60 мкм создает проводящий скелет с частицами 30 Вт/мК за треть стоимости BN; сферический BN при D50 15–25 мкм заполняет пустоты, и поскольку сфера скользит, а не сцепляется, ее вязкость падает на 35% при равной нагрузке. Мелкая фракция менее 5 мкм завершает упаковку. XHT вырезает оба окна в воздушном классификаторе и линии краш-теста, используемой для производства специальных керамических изделий — кластер оксида алюминия размером 60 мкм ведет себя как керамический шарик в бункере, поэтому он проходит одинаковую сортировку.

Вопрос о спецификации — неправильный вопрос

Стойка с 72 графическими процессорами потребляет около 165 г TIM2. При цене 85 долларов США/кг это 14 долларов США; при цене 30 долларов США за кг это 5 долларов США. Девять долларов за стойку стоимостью 2–3 миллиона долларов США не являются проблемой спецификации, и если рассматривать ее как таковую, команды получают пасту 3 Вт/мК и штраф 40 °C, который они затем пытаются решить с помощью более крупной охлаждающей пластины.

Таким образом, контроль затрат TIM на гибридном сервере розлива глинозема BN работает в противоположном направлении от обычных закупок: экономия реальна в масштабе парка — примерно 90 000 долларов США на 10 000 стоек — но это побочный продукт выбора гибрида из соображений вязкости, а не причина для снижения проводимости. Самое дешевое место, где можно купить 20 °C на сервере AI, — это 2 грамма пасты под крышкой; Следующим по стоимости является модернизация холодной пластины по цене 200–400 долларов США за узел.

XHT обрабатывает грубую и мелкую фракции на одной линии классификации, отсекая оба окна из одной партии, чтобы гибрид не наследовал допуски D50 двух поставщиков. Покупатели могут ознакомиться с производством линий по производству электронных специальных материалов наряду с линиями BN, прежде чем указывать соотношение.

✅ Итог: выберите гибрид по вязкости и модулю, а затем получите в качестве бонуса экономию средств в размере 65 % — и никогда наоборот.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Может ли один наполнитель обеспечить мощность 8 Вт/мК при линии склеивания 0,2 мм? О: Практически нет. Любой материал термоинтерфейса для конструкции с высокой удельной мощностью графического процессора сервера AI в этом зазоре требует смеси, оптимизированной для упаковки, поскольку максимальная сферическая фракция достигает около 65 об.%, прежде чем вязкость делает невозможным заполнение 0,2 мм.

Вопрос: Имеет ли значение содержание BN на проводимость гибрида? A: Только примерно до 21 об.%. Кроме того, состав термического геля наполнителя из нитрида бора 8 Вт/мК набирает вязкость быстрее, чем проводимость, поскольку изотропность BN 15–25 Вт/мК ниже вытесняемого им оксида алюминия.

Вопрос: Что на самом деле должна содержать спецификация? A: Проводимость на реальной линии соединения, вязкость при 10 с⁻¹, модуль после отверждения и откачка в течение 1000 часов при 125 °C. Гибридный сервер глиноземного наполнителя BN Контроль затрат TIM — это управление именно этими четырьмя, поскольку каждый из них можно обменять на более дешевый наполнитель. XHT поставляет специальные пары D50 для гибридов по 25 кг, назначает заводские цены от 1 т с перерывами на оптовые партии и предлагает OEM-смеси под частной торговой маркой, поэтому смена поставщика не требует повторной квалификации двух отдельных порошков.

Проверьте гибрид на линии соединения, а не на 0,5 мм.

Отправьте в XHT информацию о площади штампа, мощности и короблении крышки, и вы получите соотношение грубой и мелкой фракции D50 с вязкостью и проводимостью, измеренными при фактическом зазоре, плюс 1 кг каждой фракции для прессования и дозирования. Большинство команд устанавливают соотношение в двух попытках. Компания Jiangsu Xinhetong New Material Technology Co., Ltd. поставляет сферические фракции BN, глинозема и SiC с одного завода, поэтому гибрид — это один заказ на поставку, а не два.