石墨烯:AI服务器散热革命的关键力量与布局先锋
发布时间:2025-09-26 14:31 浏览量:10
当单台AI服务器机柜热流密度逼近100kW,传统铜铝散热与风冷方案已触及性能天花板。被称为"材料之王"的石墨烯,正凭借其超凡导热特性,成为破解AI算力扩张核心瓶颈的关键变量,在液冷技术的浪潮中开启散热应用的新赛道。
石墨烯的导热优势:无可替代的性能禀赋
石墨烯的导热能力源于其独特的二维晶体结构,单层石墨烯薄膜面内横向热导率可达5000W/m·K,远超铜(约400W/mK)和铝(约200W/mK)等传统材料。这种性能优势在散热场景中转化为三大核心价值:
- 高效热传导:能快速将芯片局部聚集的高热量扩散传导,某超算中心应用石墨烯导热垫片后,NVIDIA A100 GPU最高温度降低28°C,从根本上解决热堆积问题。
- 极致适配性:兼具轻薄柔性与超高强度,可制成0.1毫米超薄垫片适配芯片微小间隙,也能弯曲贴合复杂结构,既满足AI服务器紧凑空间需求,又保障长期稳定性。
- 系统协同性:既能作为独立散热材料制成膜材、均热板,又能与液冷技术深度融合,通过纳米颗粒添加或涂层形式提升换热效率,形成"液冷降温+石墨烯速热传导"的高效组合。
AI服务器散热的应用路径:从试点到规模化的演进
AI服务器的散热需求随光模块升级呈现阶跃式增长,石墨烯的应用也随之形成清晰的发展脉络:
在当前1.6T光模块主导的阶段(2025-2026年),石墨烯主要以"试点角色"存在,在部分AI服务器中承担热界面材料(TIM)、局部散热膜等功能,验证高热流密度下的可靠性。这一阶段的核心价值是填补传统材料的性能缺口,例如通过石墨烯垫片将芯片与冷板间的热阻降至0.04°C·cm/W以下,提升散热系统基础效率。
到2027-2028年3.2T光模块普及期,随着液冷渗透率显著提升,石墨烯将进入规模化放量阶段。其应用将延伸至液冷系统全链条:作为换热器涂层降低流阻30%,分散于冷却液中提升导热效率,或制成高性能均热板优化系统热分布。尤其在传闻2028年上市的英伟达Feynman架构时代,单卡功耗将达5000-6000W,石墨烯在冷板增强、纳米流体等环节的应用价值将被彻底激活。
布局先锋:值得关注的核心企业
1. 技术验证期的先行者
- 中石科技:作为苹果石墨烯散热核心供应商,已通过英伟达认证,其DDR5散热片虽降价20%抢占市场,但2025年上半年净利润仍达11-12亿元(同比+85%),在AI服务器散热膜与热界面材料领域具备先发优势[__LINK_ICON]。
- 思泉新材:聚焦液冷与石墨烯的技术协同,其液冷模组获英伟达GB200认证,同时提供高导热石墨烯涂层,可降低微通道换热器(MLCP)流阻30%,客户涵盖英维克等头部散热厂商,越南基地扩产将进一步提升产能[__LINK_ICON]。
2. 材料创新的突破者
- 翔丰华:通过子公司布局天然石墨导热膜研发,产品导热系数达传统产品2倍,在AI服务器均热板等领域展现潜力,其垂直整合能力有望降低成本、提升交付稳定性[__LINK_ICON]。
- 鸿富诚:推出的新一代纵向石墨烯导热垫片,理论导热系数达5300W/mK,支持70%压缩量,能自适应大尺寸芯片翘曲形变,在高功率GPU散热场景中性能领先同类产品3倍。
- 盛恩:其石墨烯导热垫片导热系数达70W/m·K,是传统硅胶垫片的5至40倍,在超算中心应用中实现散热风扇转速下降40%、整体能耗减少15%的显著效果,稳定性经过10万次热循环测试验证。
3. 系统级方案的探索者
- 苏州天脉:其VC均热板技术适配AI服务器,结合石墨烯材料后可将PUE值控制在1.06以下,满足数据中心能效要求,为散热系统提供一体化解决方案[__LINK_ICON]。
- 康盛股份:作为微通道换热器技术领军企业,在浸没式液冷领域积极布局,其换热器产品可与石墨烯涂层形成性能协同,适配高功率AI服务器散热需求。
结语:算力洪流中的材料机遇
石墨烯并非散热万能药,但在AI算力持续突破带来的散热革命中,它无疑是最锋利的技术武器。从当前的小规模验证到Feynman时代的规模化应用,石墨烯散热材料的市场价值将随热密度提升不断放大。那些提前攻克量产瓶颈、绑定头部客户、实现液冷与石墨烯技术融合的企业,有望在这场算力散热竞赛中抢占先机,成为AI产业发展的重要支撑力量。
本文内容来源于公开信息,文中涉及股票不构成投资建议。投资者需根据股票走势和估值,谨慎投资,不建议在股价过高脱离公允估值时购买。