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來源:新材料在線|
發(fā)表時間:2025-04-21
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與此同時,人形機(jī)器人概念的火爆正在革新智能電動汽車與汽車零部件生態(tài),智能駕駛、電控、車載芯片等領(lǐng)域取得全方位突破,新能源汽車朝著更加智能、互聯(lián)、共享、高續(xù)航的目標(biāo)快速邁進(jìn)。
伴隨而來的就是,大算力芯片功率越來越高。現(xiàn)在發(fā)布的最新GPU功率已經(jīng)超過千瓦,并且會快速升級到2kw以上,尺寸越來越大,高熱讓算力芯片翹曲問題越來越嚴(yán)重。

面對AI算力爆發(fā)遇上智能汽車和人形機(jī)器人革命所帶來的“高溫壓力”,作為一家高性能材料供應(yīng)商,霍尼韋爾致力于滿足電子設(shè)備制造商的應(yīng)用需求已超過半個世紀(jì),長期為跨行業(yè)熱管理解決方案提供關(guān)鍵材料,其產(chǎn)品已涵蓋相變化材料(PCM)、導(dǎo)熱墊片、導(dǎo)熱硅脂、(單)雙組份Hybrid導(dǎo)熱凝膠等四大方面。

在剛剛閉幕的2025慕尼黑上海電子生產(chǎn)設(shè)備展上,新材料在線與霍尼韋爾能源與可持續(xù)技術(shù)集團(tuán)高性能工業(yè)解決方案業(yè)務(wù)亞太區(qū)總經(jīng)理何薇深度對話,共同討論霍尼韋爾系列產(chǎn)品如何賦能AI服務(wù)器、汽車智能化及智能化機(jī)器人升級,尤其是在面臨新變局的情況下,熱界面材料(TIM)如何通過性能的突破,助力人工智能服務(wù)器與智能電動汽車完成新一輪進(jìn)化。

高性能工業(yè)解決方案業(yè)務(wù)亞太區(qū)總經(jīng)理 何薇
數(shù)據(jù)中心熱管理
材料筑起“安全長城”
人工智能等高算力業(yè)務(wù)激增,芯片制程微縮至3nm,3D堆疊封裝等先進(jìn)封裝技術(shù)不斷發(fā)展,熱流密度和熱復(fù)雜性均持續(xù)增加,數(shù)據(jù)中心熱管理正面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
何薇認(rèn)為,其主要的表現(xiàn)就在于熱流密度與熱復(fù)雜性的增加,在服務(wù)器運行時,眾多精密芯片持續(xù)高負(fù)荷工作,功耗巨大,熱量積聚極易引發(fā)故障或低效能。針對這一問題,霍尼韋爾的PTM系列產(chǎn)品獨特的高分子技術(shù)及粉體表面處理技術(shù),使其擁有良好的內(nèi)聚力和自修復(fù)特性來抵御芯片的翹曲變形帶來的大容差問題。
“霍尼韋爾從分子層面開始對導(dǎo)熱界面材料的每一種組分進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計、篩選和優(yōu)化。例如,我們的相變化材料導(dǎo)熱系數(shù)已達(dá)到8.5 W/m·K,性能出色。”何薇自豪地說到。
以PTM6000及PTM7000系列相變化材料為例,該材料在室溫下呈現(xiàn)固態(tài),當(dāng)溫度升高時會軟化,從而在持續(xù)的壓力作用下完全填補(bǔ)接觸表面的間隙。這種材料具有優(yōu)異的抗泵出性能,能夠以無間隙接觸表面的方式高效地散發(fā)熱能,確保芯片在長時間、高算力的運行過程中保持穩(wěn)定,并避免了出現(xiàn)宕機(jī)等問題。
“霍尼韋爾的相變化材料,基于其獨特的填料、散熱和本體結(jié)合的技術(shù),擁有領(lǐng)先的創(chuàng)新技術(shù)實力,能夠快速傳導(dǎo)熱能。其形變特性使其能夠直接嵌合在芯片表面,快速帶走芯片在運算過程中產(chǎn)生的大量熱能,從而有效保護(hù)芯片,延長其使用壽命。”何薇如是說。

在目前液冷方案以冷板式為主,份額超過90%的市場條件下,霍尼韋爾的PTM系列已經(jīng)成為了其主流可靠的解決方案。在液冷數(shù)據(jù)中心中,設(shè)備的長期穩(wěn)定運行至關(guān)重要。PTM6000的聚合物結(jié)構(gòu)和高性能填料使其在高溫環(huán)境下具有優(yōu)異的抗老化能力。在液冷數(shù)據(jù)中心和自動駕駛計算單元中,設(shè)備通常需要在高溫和高負(fù)載條件下運行。PTM6000能夠在這些苛刻的環(huán)境下保持其物理和化學(xué)穩(wěn)定性,確保散熱性能不受影響。這種抗熱變形特性不僅延長了設(shè)備的使用壽命,還降低了因熱變形導(dǎo)致的設(shè)備故障風(fēng)險。
針對浸沒式的液冷,霍尼韋爾也在布局下一代界面材料的產(chǎn)品線,配合芯片制造商和云服務(wù)商定制開發(fā)熱管理方案,應(yīng)對冷卻油或氟化液帶來的溶脹溶解問題。霍尼韋爾一直致力于為客戶提供定制化的解決方案,以滿足不同應(yīng)用場景的需求。
在算力爆發(fā)的大背景下,數(shù)據(jù)中心熱管理成為了重中之重,霍尼韋爾始終關(guān)注行業(yè)的發(fā)展趨勢,并積極尋求與全球領(lǐng)先的云服務(wù)商和芯片制造商合作的機(jī)會,共同開發(fā)出更加先進(jìn)、高效的AIDC熱管理解決方案。這不僅有助于解決當(dāng)前數(shù)據(jù)中心面臨的散熱難題,還將推動整個行業(yè)向綠色、低碳、可持續(xù)的方向發(fā)展。
汽車熱管理一體化發(fā)展
材料迎新增長點
2025年,人形機(jī)器人概念的爆火也加速了汽車智能化與電動化的進(jìn)程,也使得汽車熱管理系統(tǒng)從分散式到集成式,進(jìn)而向智能化發(fā)展演進(jìn),電機(jī)、空調(diào)、傳感器、逆變器、電池包的熱管理正在協(xié)同發(fā)展。一些先進(jìn)的熱管理系統(tǒng)采用了更加智能化的控制策略,能夠根據(jù)實際情況自動調(diào)整散熱強(qiáng)度;同時,新材料的應(yīng)用也提高了熱管理系統(tǒng)的效率和可靠性。而霍尼韋爾在汽車熱管理方面的方案也呈現(xiàn)出了全面發(fā)展的趨勢。
隨著汽車EE架構(gòu)從分布式向集中式演進(jìn),行業(yè)普遍面臨三重?zé)峁芾硖魬?zhàn):熱源密度激增、散熱空間壓縮、環(huán)境工況嚴(yán)苛。在高溫、高頻振動場景下,傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料或因熱膨脹系數(shù)不匹配、機(jī)械疲勞或相分離失效導(dǎo)致界面接觸惡化,從而引發(fā)局部過熱甚至安全隱患。
何薇認(rèn)為,新能源汽車電池及車載模塊的熱管理與機(jī)械可靠性是材料行業(yè)的核心挑戰(zhàn)。對此霍尼韋爾的PTM7000系列相變化材料(PCM)作為導(dǎo)熱界面應(yīng)用的基體材料,用于填補(bǔ)接觸表面的間隙,實現(xiàn)薄層和高可靠性,而無泵出問題,且其具有相變特性助力高效散熱、高導(dǎo)熱系數(shù)與低熱阻、機(jī)械性能與長期穩(wěn)定性、超薄應(yīng)用與高可靠性等優(yōu)勢。
與此同時,霍尼韋爾的PTM7950系列相變化材料在逆變器熱管理領(lǐng)域展現(xiàn)了卓越的性能。PTM7950是一種高性能相變化材料,具有低熱阻、高熱導(dǎo)率和優(yōu)異的表面潤濕性,能夠有效解決熱管理難題。它在室溫下為固態(tài),加熱后軟化,能夠完全填補(bǔ)接觸面的間隙,形成薄而可靠的粘合線,從而更大限度地減少界面熱阻。
值得一提的是,霍尼韋爾通過優(yōu)化材料設(shè)計和導(dǎo)熱性能從而克服了碳化硅器件的集成化的挑戰(zhàn)。PTM7950相變溫度為45℃,能夠在預(yù)熱階段快速軟化,同時保持較高的形變能力,避免在裝配過程中對器件造成損傷。此外,PTM7950的高導(dǎo)熱性能(8.5W/m·K)和低熱阻(0.04oC·cm2/W)使其能夠快速將熱量從高溫部件傳導(dǎo)至散熱器,確保設(shè)備在高功率密度下的穩(wěn)定運行。
據(jù)何薇透露,目前霍尼韋爾的相變化材料已經(jīng)成功應(yīng)用于碳化硅MOSFET逆變器中。以某新能源汽車電子器件核心供應(yīng)商為例,其采用了霍尼韋爾相變化材料(PCM)導(dǎo)熱解決方案,憑借該材料優(yōu)異的導(dǎo)熱率和高可靠性,且適用于纖薄間隙,契合逆變器緊湊設(shè)計需求。霍尼韋爾相變化材料導(dǎo)熱解決方案的采用顯著提高了該供應(yīng)商新能源汽車逆變器的散熱性能,幫助其有效應(yīng)對行業(yè)發(fā)展所帶來的挑戰(zhàn)。
結(jié)語
扎根中國,協(xié)力本土化發(fā)展
當(dāng)前中國、歐洲等市場的新能源汽車及AIDC熱管理需求仍存在顯著差異,為此霍尼韋爾堅持中國本土化發(fā)展為導(dǎo)向,深耕中國,謀求長期發(fā)展,秉持“東方服務(wù)東方”的發(fā)展理念,積極調(diào)整更適用于中國市場的產(chǎn)品設(shè)計和技術(shù)方案,同時還致力于研發(fā)團(tuán)隊的本土化和供應(yīng)鏈的優(yōu)化。在中國,霍尼韋爾的研發(fā)團(tuán)隊由本地人才主導(dǎo),他們深入了解中國市場的需求和行業(yè)趨勢,使得霍尼韋爾能夠快速捕捉市場變化,推動技術(shù)創(chuàng)新。
中國不僅是全球最大的汽車市場,也是全球人工智能產(chǎn)業(yè)的重要增長引擎之一。隨著中國汽車與人工智能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對熱管理材料的需求將持續(xù)增長。霍尼韋爾對中國市場充滿信心,并基于自身的技術(shù)優(yōu)勢,與客戶緊密合作,共同解讀并為不同地區(qū)的客戶提供定制化的熱管理解決方案,滿足各地市場的特定需求。目前本地化策略不僅提升了霍尼韋爾在中國市場的響應(yīng)速度和客戶滿意度,還為其在全球市場的擴(kuò)展奠定了堅實基礎(chǔ)。
“面對未來,霍尼韋爾將繼續(xù)以客戶為中心,結(jié)合市場需求和技術(shù)趨勢,在高分子的改性、粉體的優(yōu)化及其他前沿材料上不斷投入研發(fā),在保持可靠性優(yōu)勢的前提下,不斷突破K值,持續(xù)推出高性能、高可靠性的熱界面材料解決方案。我們相信,通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和市場布局,霍尼韋爾將引領(lǐng)行業(yè)向更高導(dǎo)熱系數(shù)、更低熱阻的方向發(fā)展,為電子設(shè)備的高效散熱和性能提升提供強(qiáng)有力的支持。”何薇最后說道。


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