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陶文铨院士团队“液冷板”科研成果及20+供应商盘点(收藏)

时间:2025年10月14日

提到热管理,相信很多人会想到西安交通大学能源与动力工程学院。关注我们的读者中,也有不少来自西交能动的校友、在校学生以及行业专家。作为中国工程热物理领域的奠基者之一,能动学院以热工、力学与机械科学理论为基础,以计算机与控制技术为工具,始终致力于能源生产、转化与利用的科学研究与高层次人才培养。学院办学历史悠久,其前身可追溯至1921年交通大学设立的机械工程科动力组。如今,它已发展成为西安交通大学学科体系最完善、师资力量最雄厚的学院之一。


其“动力工程及工程热物理”学科为国家一级重点学科,下设热能工程、流体机械及工程、动力机械及工程、制冷与低温工程、工程热物理、核能科学与工程六个国家重点二级学科,多次在全国学科评估中名列前茅,其中热能工程、流体机械及工程更是稳居全国第一梯队。


在这样深厚的学术土壤中,西交大能动的阶梯教室里,总有这样一位身着笔挺西装、胸前挂着眼镜的老师。他站在三尺讲台上,从教五十余年,学生一届又一届,累计培养了近万名学子。(tips:我们粉丝同学应该有很多上过陶老师课的)他就是我国著名工程热物理学家、中国科学院院士——陶文铨


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2013年陶文铨上数值传热学大课(图源:央广网)


陶老师长期引领着我国传热学与工程热物理领域的发展方向。从计算传热到强化换热,从微尺度机理到工程应用,他和团队以系统的理论体系与创新能力在国际上享有盛誉。


近年来,面对AI芯片、功率电子与能源装备对高效散热的迫切需求,陶老师团队紧跟技术发展,将研究重点拓展至液冷板与微通道强化传热领域,在结构优化、流动机理及相变调控等方面取得了一系列的研究进展。本文将梳理陶文铨院士团队近期在液冷板方向的最新研究进展。




01

阶梯式微通道冷板,CPU散热新方案!


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该文提出了一种阶梯式结构创新——基于I型9层冷板切除低温区通道(I-type-9L-CUT1),I-type-9L-CUT1的CPU功耗达278.48W,压力降仅523.46 Pa。此外,团队将I-type-9L-CUT1的热界面材料TIM2进行升级,用铟替代硅脂,热导率从5 W/mK提高到86 W/mK,CPU功耗再提升58.2W,具有最高的MPCPU和最低的热阻。最后,优化后的I-type-9L-CUT1冷板在0.3825 L/min流量下,CPU芯片平均热通量达206.5 W/cm²,压力降为523.5 Pa,泵功仅3.337 mW。


 doi:https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2025.127060 



02

芯片热管理升级:热侧微通道设计让液冷更高效


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随着芯片功率密度不断提升,超高热流芯片的散热问题愈发紧迫。传统微通道液冷板设计通常将热侧和冷侧的歧管视为对称整体,但实际流动模式存在差异,两侧应采用不同的强化传热策略以实现最佳冷却效果。该文提出了一种新型差异化微通道歧管设计(PFMMC):热侧歧管保持等宽,而非随冷侧扩展;仅在热侧微通道设置微鳍片;微通道入口窄、出口宽,与微鳍片相配合。数值模拟结果显示,该设计在使用水冷时可实现高达1425 W/cm²的超高热流密度,压力降仅为9762.9 Pa,证明热侧具有更大的强化潜力,未来微通道设计应分别针对热侧和冷侧优化策略。


doi:https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2025.127721




03

芯片液冷新设计:梯度TPMS结构冷板揭秘


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该文提出了三种TPMS(Triply Periodic Minimal Surface)结构冷板——Diamond、Gyroid 和 I-WP——与传统蛇形通道冷板的热流和流动特性。数值模拟显示,TPMS结构能够通过优化流动模式和导热-对流耦合传热,有效增强散热性能,其中Diamond结构表现最优。进一步研究了孔隙率和单元尺寸对热流性能的影响,并提出了一种自底向上单元尺寸梯度的TPMS冷板,在泵浦功率低于2 W的条件下,其极限热流可超过256.9 W/cm²,相比均匀结构整体性能提升3.6%–6.2%。实验结果验证了数值模拟的可靠性,温度、压降和换热系数的最大相对偏差分别仅为7.5%、13.9%和5.4%。


doi:https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2025.126745




04

高热流芯片散热新方案:单层微通道冷板揭秘


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该文提出了基于冷板三大组成部分(入口/出口、歧管、微通道)的结构分类方法,系统总结了各部分现有形式及主要流动与传热特性。通过正交试验设计(Taguchi方法),团队设计了26种新型单层微通道冷板,并进行了数值模拟分析。采用TOPSIS方法对各设计的综合性能进行评估,并对No.20冷板进行了实验验证。最终优化设计使冷板热流达到266.6 W/cm²,同时热流/压降比(q/Δp)高达14.08 W/cm²·kPa⁻¹,性能优于现有大多数类似单层冷板,为高热流电子器件提供了高效散热方案。


https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2025.125963




05

供应商合集


Cooler Master

Cooler Master是知名的高性能散热方案供应商,专注于CPU散热器、液冷散热系统及机箱设计。该公司为英伟达提供了一系列高效液冷板和冷却系统,尤其适用于高功耗AI平台和数据中心。Cooler Master的液冷方案以其创新设计、优秀的散热性能和高可靠性广受青睐。

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奇鋐科技AVC

奇鋐科技(AVC)是一家专注于电子设备散热技术的供应商,提供多种液冷板和风冷解决方案。AVC的液冷技术广泛应用于高密度数据中心及高性能计算领域,其液冷板具有高效散热、低噪音和较长的使用寿命,能够满足英伟达高功耗GPU的散热需求。

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Boyd (宝德)

Boyd是全球领先的液冷技术供应商,长期与英伟达合作,专注于为AI计算平台提供液冷散热解决方案。Boyd的液冷板采用先进的微通道设计,能够显著提高散热效率,广泛应用于高功耗GPU(如英伟达的Rubin系列)。此外,Boyd还提供定制化的液冷解决方案,满足超大规模数据中心的需求。

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双鸿科技Auras

双鸿科技(Auras)在散热技术领域拥有较强的研发能力,提供广泛的液冷散热方案。其液冷板产品在数据中心和AI计算平台中得到广泛应用,具有较高的散热效率和可靠性。双鸿科技的液冷方案在支持高功耗设备的同时,还能保证系统的稳定性和长时间的高效运行。

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Delta(台达)

台达(Delta Electronics)作为全球领先的电源和热管理解决方案供应商,提供创新的液冷技术方案。其液冷板产品广泛应用于高性能计算、数据中心和AI平台,为这些设备提供高效的热管理。台达的液冷技术在节能、效率和系统集成方面表现出色,深受市场和英伟达的高度评价。

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CoolIT Systems

CoolIT Systems是一家致力于液冷技术创新的公司,主要提供定制化液冷解决方案,广泛应用于高性能计算和数据中心。CoolIT的液冷板方案采用模块化设计,可以根据客户需求进行灵活调整,适应不同的功耗需求。与英伟达的合作,使其液冷方案得到了广泛应用,特别是在处理高功耗GPU时表现出色。

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Foxconn富士康

富士康(Foxconn)是全球领先的电子产品制造商,其液冷技术在高性能计算和数据中心应用中广泛采用。富士康为英伟达提供定制化的液冷散热方案,帮助处理高密度计算任务和极端工作负载。其液冷技术具有高效的热传导性能和可靠性,成为英伟达高功耗平台的重要合作伙伴。

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Chilldyne

Chilldyne是液冷技术的先锋企业,致力于提供创新的液冷解决方案。其液冷系统采用了先进的液冷板技术,能够显著提高散热效率。Chilldyne的液冷技术在超高功耗AI平台和数据中心中得到了广泛应用,为英伟达提供高效的散热支持。

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中石科技

中石科技是一家领先的液冷解决方案供应商,提供创新的液冷系统产品。其液冷技术广泛应用于大规模数据中心,能够应对高功耗设备的散热需求。中石科技与英伟达的合作,确保了高密度计算设备能够在最优化的温度环境下高效运行。

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 深圳威铂驰

深圳威铂驰专注于为高端计算平台提供液冷散热解决方案。其液冷板具有出色的散热能力和稳定性,广泛应用于高性能计算设备和数据中心。威铂驰与英伟达的合作使得液冷板在高功耗AI设备中的应用更加广泛。

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飞荣达

飞荣达提供创新的液冷技术方案,广泛应用于高性能计算、AI平台和数据中心。其液冷系统以高效散热和高可靠性为特点,能够有效应对高功耗设备的散热问题,为英伟达的液冷需求提供解决方案。

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大图热控

大图热控专注于提供液冷解决方案,广泛应用于大规模数据中心和高性能计算设备。其液冷板方案具有高效散热性能,能够为超高功耗设备提供充足的散热支持。

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英维克

英维克(Inveck)是一家国内领先的液冷技术公司,提供定制化液冷解决方案。其液冷板产品已在AI计算平台和数据中心中得到了广泛应用,能够有效应对超高功耗设备的散热挑战。英维克的液冷技术在散热效率和产品可靠性方面表现出色。

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精研科技

精研科技专注于为高密度计算平台提供创新的液冷技术。其液冷方案以高效、节能为特点,适用于超大规模数据中心和AI平台,帮助客户解决高功耗带来的散热难题。精研科技的液冷技术得到了英伟达的高度认可,并为其提供了定制化的液冷散热方案。

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中航光电

中航光电在液冷技术领域具有一定的技术积累,专注于为高端计算平台和数据中心提供定制化的散热方案。其液冷板产品具有高效的散热能力,能够应对高功耗设备的散热需求,为英伟达的液冷系统提供支持。

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06

总结


可以看到,未来液冷板的创新方向正从单纯的通道设计,向多结构融合、分区强化、梯度优化发展。陶老师团队的最新成果,不仅为高功率芯片的高效散热提供了重要参考,也为整个热管理行业的技术创新提供了宝贵示范。


如果你也希望近距离了解液冷板、微通道冷板及前沿热管理技术的最新进展,第六届热管理产业大会暨博览会将于2025年12月3-5日在深圳国际会展中心召开。届时,来自行业的高校、研究机构及产业链企业的专家学者将齐聚一堂,分享最新技术成果、交流实践经验,为产业创新提供全方位视角。


报名及更多信息请关注洞见热管理公众号,抓住这个面对面学习和交流的机会,让我们一起推动热管理技术的发展与落地。


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