霍尼韦尔PCM:以“相变”之力破解新能源与AI散热困局
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引言:当算力与功率“狂飙”,散热成为决胜关键
AI技术的指数级跃进与新能源汽车的爆发式增长,正将全球产业链推向一场无声的“散热革命”。无论是AI数据中心中突破千瓦级的GPU芯片,还是新能源汽车800V高压平台下的碳化硅逆变器,都在呼唤更可靠的散热解决方案。
在这场“散热革命”中,霍尼韦尔(Honeywell)凭借其全球领先的热界面材料技术,成为行业变革的重要推手。在2025年慕尼黑上海电子生产设备展上,霍尼韦尔能源与可持续技术集团高性能工业解决方案业务亚太区总经理何薇女士,向DT新材料揭示了这家巨头的“散热密码”:从AI服务器的液冷系统到新能源汽车的“散热心脏”,相变化材料(PCM)正在突破传统散热边界,为高算力与高功率场景提供“冷静保障”。
何薇,霍尼韦尔能源与可持续技术集团高性能工业解决方案业务亚太区总经理
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动态相变:破解AI数据中心千瓦级算力挑战
2025年3月,英伟达在GTC大会上推出“Blackwell Ultra”GB300 AI服务器,该服务器集成Blackwell Ultra系列B300 GPU,热设计功耗(TDP)预计高达1400W,远超前代。而早在去年,英伟达发布的超级芯片GB200功率最高可达到2700w。让全球科技界屏息的不仅是算力的飞跃,更是对“热失控”的隐忧——当AI芯片陷入“功率狂飙”的竞赛,将如何应对传统散热方案因芯片翘曲、泵出风险、局部热点等问题带来的热失控风险?霍尼韦尔的PTM系列相变化材料凭借独特的动态转换特性,成为破局关键。
“芯片功率增大的同时,芯片的尺寸也在增大,算力芯片的翘曲问题越来越严重。现在很多AI芯片的翘曲已经达到0.1mm左右,所以热界面材料需要具有吸收大容差的能力,能在越来越大的翘曲的情况下抵御泵出风险。未来的热管理系统需要更加智能化,能够动态调整散热策略,以适应不同应用场景的需求。”何薇总经理指出,“霍尼韦尔的PTM系列相变化材料在室温下为固态,加热后软化,在持续的压力作用下完全填补接触表面的间隙,达到更低的接合厚度,从而达到更低的热阻。同时,霍尼韦尔的PTM系列产品独特的高分子技术及粉体表面处理技术,使其拥有良好的内聚力和自修复特性来抵御芯片的翘曲变形带来的大容差问题,具有优异的抗泵出性能。”
此外,在AI训练集群中,高性能AI芯片在运行过程中会产生大量热量,局部热点问题尤为突出。何薇总经理以PTM7900为例,为我们揭秘霍尼韦尔相变化材料在局部热点问题的应对之道——“PTM7900作为一种高性能的相变化导热材料,其导热系数高达8W/mK,热阻低至0.045ºC cm²/W。这种高导热性能使得PTM7900能够快速将芯片产生的热量传导到散热器或散热片上,从而有效降低局部热点温度,提升散热效率。”
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相变引擎:攻克新能源汽车800V高压热失控壁垒
随着新能源汽车行业对轻量化、低成本、空间优化等性能指标的要求持续提高,电力驱动系统正在向高集成度、高压和高功率密度迅速发展。为适应这一发展趋势,通用、现代、大众和路西德等众多汽车厂商正在引领新能源汽车技术向800V及以上的高压平台发展。这种转变驱动着逆变器技术向高功率、效率最大化、电压提高同时重量和尺寸降低的方向发展,并引导着整个行业的技术进步。在这种背景下,碳化硅逆变器逐渐成为新能源汽车的主流应用方案,同时,这也对散热材料导热率、可靠性及应用厚度提出更高要求。
霍尼韦尔的PTM7950相变化材料在这一挑战下展现了卓越性能。PTM7950是一种高性能相变化材料,具有低热阻、高热导率和优异的表面润湿性,能够有效解决热管理难题。PTM7950的固液转换特性,能够完全填补接触面的间隙,形成薄而可靠的粘合线,从而更大限度地减少界面热阻。
此外,PTM7950相变化材料还能解决碳化硅器件集中化带来的空间问题。“PTM7950的相变化温度为45℃,能够在预热阶段快速软化,同时保持较高的形变能力,避免在装配过程中对器件造成损伤。此外,PTM7950的高导热性能(8.5W/m·K)和低热阻(0.04ºC·cm²/W)使其能够快速将热量从高温部件传导至散热器,确保设备在高功率密度下的稳定运行。”何薇总经理介绍道。
目前,霍尼韦尔的相变化材料已经成功应用于碳化硅MOSFET逆变器中。何薇总经理以霍尼韦尔的重要客户Zenith(匿名)为例,为我们详细介绍了霍尼韦尔相变化材料在Zenith的800V平台碳化硅MOSFET逆变器的重要应用,帮助Zenith成功应对行业高热导率、可靠性、重量和尺寸方面的挑战,显著提高了Zenith新能源汽车逆变器的散热性能。
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厚积薄发:技术深潜与本土创新的双向赋能
一直以来,霍尼韦尔深耕中国,谋求长期发展,秉持“东方服务东方”的发展理念,以本土创新推动中国业务增长。霍尼韦尔相变化材料产品能够取得如今的亮眼成绩,绝非一日之功。“霍尼韦尔为此很早就布局了进阶相变化材料的开发,目标开发一款材料既能满足高算力芯片对高导热、低热阻的热性能要求,同时拥有相较于传统相变化材料更高的应用可靠性,即更加优异的抗泵出性能,这就是今年我们重点推出的产品。”何薇总经理说道。
凭借灵活的定制化技术服务,霍尼韦尔能够在客户的产品设计阶段就提供积极的研发支持,并基于自身的技术优势,与客户紧密合作,共同解读并为不同地区的客户提供定制化的热管理解决方案,满足各地市场的特定需求。
霍尼韦尔的本地化策略不仅体现在产品设计和技术方案的调整上,还体现在研发团队的本土化和供应链的优化上。在中国,霍尼韦尔的研发团队由本地人才主导,他们深入了解中国市场的需求和行业趋势,使得霍尼韦尔能够快速捕捉市场变化,推动技术创新。当前,霍尼韦尔已在中国建立覆盖研发、制造、采购、销售和服务的完整价值链,霍尼韦尔能够更高效地将本地研发成果转化为市场竞争力。
栽下梧桐树,引得凤凰来。正是由于前期技术积累以及创新的服务理念,霍尼韦尔才能在新能源汽车爆发式增长及AI数据中心的指数级跃进的市场风口下,斩获先机。
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结语:热管理没有终局,唯有持续进化
从算力芯片的纳米间隙到新能源汽车的高压电驱,霍尼韦尔的相变化材料进阶史,恰是电子产业散热需求的缩影。在这场由算力与电动化驱动的技术浪潮中,霍尼韦尔不仅是材料的提供者,更是行业升级的赋能者。
散热问题的解决,从来不是终点,而是开启更高性能时代的起点。“随着AI技术的普及和应用场景的不断拓展,对散热解决方案的需求也将日益增长。中国在这些领域的创新和突破,将为全球材料行业注入新的活力,推动技术进步和产业升级。”何薇总经理对中国市场的未来发展充满期待。
未来,随着AI与新能源汽车的边界不断扩展,霍尼韦尔将以创新材料为基石,持续为全球客户提供“冷静”而可靠的答案。