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石墨烯/碳纳米管复合基板量产！AI芯片散热率突破500W/m
苏州纳米所开发的石墨烯/碳纳米管（G/CNT）复合基板已实现量产，热导率达526W/mK，较传统Al?O?基板（28W/mK）提升18倍。这一突破直接解决了AI芯片（如H100）因功耗超400W导致的热密度过高问题，某头部服务器厂商采用该基板后，数据中心PUE从1.58降至1.12。
一、材料革新：从“被动散热”到“主动导热”
复合基板的重要优势源于三维导热网络的构建：
1. 纳米级界面优化：通过等离子体处理使G/CNT与环氧树脂的界面热阻降低70%，热传导路径更顺畅；
2.梯度结构设计：基板表层CNT含量80%（高导热），底层石墨烯含量60%（柔韧性），兼顾散热与抗弯折需求；
3.金属化工艺突破：采用磁控溅射技术在纳米材料表面沉积5μm厚的铜层，附着力达5N/cm，满足SMT焊接要求。
二、实测数据对比
在某AI训练服务器中，搭载G/CNT基板的GPU模块：
|
指标 |
传统基板 |
复合基板 |
改善幅度 |
|
结温 |
92℃ |
68℃ |
↓26.1% |
|
频率稳定性 |
1.8GHz波动±5% |
2.4GHz波动±1% |
↑33.3%/波动 ↓80% |
|
寿命 |
3万小时 |
10万小时 |
↑233% |
三、散热方案重构
某云计算厂商采用“复合基板+微通道液冷”组合方案，实现：
1. 散热效率提升：热阻从0.5℃/W降至0.12℃/W，液冷流量需求减少40%；
2. 成本优化：取消传统方案中的风扇阵列（占服务器成本15%），并降低冷却液用量；
3. 空间释放：散热模组体积缩小60%，服务器算力密度提升至2.5PetaFLOPS/U。
四、采购决策建议
当前G/CNT基板单价约800元/平方分米（传统基板150元），但全生命周期成本优势明显：
1.TCO测算：以1万台服务器为例，3年可节省电费1.2亿元，超过基板采购溢价（6500万元）；
2. 供应商选择：优先考虑具备卷对卷生产能力的企业（如常州第六元素），其产能达5000平方米/月，交期较实验室样品缩短80%；
3. 测试要点：重点关注热循环测试（-40℃~125℃，1000次）后的热导率衰减率（应＜5%）。
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