【散熱劃時代革命-液冷散熱】
時間:2021/8/1
發文:NO.1287篇
大家好,我是 LEO
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❖晶片效能越強-解熱難度越高
隨著半導體晶片發展-體積越來越小,電晶體密度越來越高,逐漸朝向高性能,超薄,微型化發展,電子元件散熱的空間越來越小,單位面積內所產生的熱能卻越來越高,無論是手機、電腦發熱發熱密度皆呈現指數級增長,此外,加密貨幣挖礦場,大型伺服器與資料中心,高階CPU、GPU產生的熱能更為驚人,如果熱能不能快速有效散出,輕則影響效能,嚴重會導致電腦或手機產生「電子遷移效應」,導致當機無法工作。
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❖台積電未雨綢繆超前部署
今年7月台積電在超大型積體電路 (VLSI) 研討會,展示晶片水冷研究結果,採用水通道直接引導到晶片,藉此提高晶片散熱效率。聽起來覺得不可思議,為什麼突然做這項研究?傳統晶片散熱-在晶片上塗導熱矽脂,將熱量傳到散熱器底部,導熱管、水冷管再將熱量導到鰭片,最後風扇將鰭片的熱量吹走,完成散熱。
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但是,若未來晶片採用 3D 堆疊技術,最新的SoIC先進封裝可以任意組合各種不同製程的晶片,除了記憶體甚至還能直接將感測器一起封裝在同一顆晶片裡面,線路的密度將是2.5D的1000倍,散熱就會遇到大瓶頸。
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3D堆疊晶片設計更複雜,更小的微縮製程,把晶片一層一層的堆疊起來,中間部分難以有效散熱,所以台積電的研究人員認為,解決方法就是讓水在夾層電路間流動,讓水直接從晶片內帶走熱量,這是最有效的方案,這裡指的水並非一般純水,而是不會導電的介電液,實際上操作起來非常複雜且昂貴,目前處於研究階段,這顯示出解決晶片散熱問題,將是半導體產業未來重要發展趨勢之一。
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❖晶片改朝換代推動-伺服器新設計
我們從上面描述可以知道新晶片設計只會更小,更複雜,更熱,而伺服器產業面臨的問題會更大,試想大型資料處理中心,裡面有多少伺服器?多少高階CPU、GPU都是24小時不斷電持續運作,龐大的熱能如何處理?當處理器的瓦數越來越高,一般來說,處理器的熱設計功耗超過240W就很難用風扇(氣冷)來解決,偏偏霸主Intel或是AMD新一代處理器動輒超過270甚至280W,現在馬上面臨到需要液冷散熱來帶走熱量。
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❖跟著產業霸主的方向走準沒錯
Intel在伺服器市場,主流解決方案以x86架構為主,全球 CPU市占率約 92%左右。未來Intel 仍將保持產業龍頭的地位,圍繞它的 CPU平台的升級仍是影響伺服器硬體產業鏈周期性變化的關鍵因素。
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2021 年第一季開始Intel最新的 Whitley Ice Lake 的處理器已向資料中心業者小量出貨,第二季開始放量,到第四季預估將占總出貨量的 40%,滲透率將大幅且快速提升,下一步,Intel英特爾預計 2022 年初量產支援 PCIe Gen5 的 Eagle Stream 平台,將會加速升級資料傳輸速度。
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❖英特爾正式將水冷散熱放進白皮書
有趣的事情來了,產業龍頭也意識到新平台-散熱問題非常棘手,2020年Whitley平台是intel「首度」將水冷頭(注意:非浸沒式)納入技術白皮書,更誇張的事情是未來的新平台 Eagle Stream第一顆CPU Sapphire Rapids至少 300W以上,甚至將來很多GPU會達到500瓦甚至700W以上,水冷散熱方案成為唯一解方,冷卻液監控主機(CDU)與水冷頭(覆蓋在處理器上方的水冷散熱片)全世界只有三家廠商通過Intel認證,台灣的廣運(6125)是唯一兩項全拿的合格供應商。
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❖節能減碳-省電又可以賺積分
歐盟在7月剛通過55套案,其中碳邊境調整機制,又稱碳關稅,預計自2023年起試行,2026年正式實施,先從鋼鐵、電力等產業先行,但是用電大戶的資料中心無法置身事外,跟大家分享一個數字會比較有概念,2017年中國數據中心總耗電量為1200-1300億KW,超過三峽大壩與葛洲壩電廠2017年全年發電量總和(分別為976億KW、190億KW),占中國總發電量的2%,到了2025年資料中心耗電將高達 3842億KW,占全中國總發電量的 6%,這隻吃電怪獸肯定會被盯上,高排碳業者會被課較高關稅(碳關稅),將進一步帶動資料中心業者積極導入液冷散熱達到「省電」與「節能減碳」的效果,甚至有望仿效電動車Tesla透過碳積分來挹注獲利,可望大幅提高液冷散熱滲透率。
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❖水冷散熱技術門檻高-不簡單
2021年3月26日雲端資料中心伺服器開發商---緯穎科技宣佈,參與資料中心液冷廠商LiquidStack的A輪融資,並取得一席董事席位,其實早在2019年緯穎就與3M合作開發液冷方案,但是3M的電子氟化液是非導電-介電液是一種專利配方,掌握在3M手中,未來耗材都需向3M購買補充,入股LiquidStack可望取得自主技術。
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大家知道這種-不導電的「介電液」有多貴嗎?1公斤要價100美元,一個180KW的機櫃光是介電液裝滿就要價1000萬,重點是這個介電液每年都會耗損,需要定時補充,這樣就知道賣水的概念有恐怖、有多賺了吧,得介電液者得天下。
就算目前短期重點放在一般的「冷卻水」,得到英特爾認證的兩款冷卻水,一個櫃的成本大約7~8萬元,廣運集團研發成功的介電液打七折賣,一公斤70美元就相當有競爭力,而冷卻水一個櫃更只需要8000元,重點是水要通過認證,水在管線裡面跑如何恆久不變質?裡面還必須添加抗凍劑、苔癬抑制劑等特殊配方,是不是很多眉角!這些都是LEO深入研究去挖出來的。
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❖廣運(6125)上中下游整套系統全部整合
目前有三大產品線,水冷背門(20~25萬)/櫃,水冷頭(100~150萬)/櫃-目前英特爾首度放入新平台技術白皮書,已通過Intel認證,浸沒式機櫃(1000萬)/櫃,此外還有最重要的冷卻液監控主機(CDU)它是水冷散熱技術的根源,還有各種耗材、管線、冷卻水、介電液都是未來的發展重點。
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傳統散熱模組雖然便宜,一個42U的機櫃,風扇加散熱模組成本頂多台幣8~10萬,但將來水冷變成剛性需求,水冷頭機櫃,水對氣120~150萬/櫃,水對水90~120萬/櫃,全球的資料中心大約有 500萬櫃,每年新增30萬櫃左右,大家可以算看看,這產值增速有多恐怖。
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目前全世界只有2家公司有能力量產伺服器等級水冷頭機櫃,雙鴻、超眾這些傳統大廠要跨入最難的CDU(水冷監控主機)至少需要5年以上的參數與經驗值,而廣運的陳總已經深耕30年的散熱產業經驗,水冷頭機櫃的五大關鍵零件--廣運擁有四項(CDU、水冷頭、分岐管、制冷背門)盲插或快接頭,這個產業很新,很多法人也還沒那麼了解,有很多眉角,很多技術秘密,篇幅有限今天LEO就先介紹的這邊。
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天佑台灣,疫情早日結束❤️
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中國x86 cpu 在 麥克風的市場求生手冊 Facebook 的最讚貼文
這隻70的時候就有消息說中國CPU自製大夢,公司接到中國設計訂單上看500,但這家過去也炒過x86 CPU題材,加上獲利紀錄實在太爛,完全沒有考慮這檔,人家問我只回這亂喊的吧!荒謬!
結果真的上500了,而且還有很多股票我覺得目標價很扯的,也都陸續達到了,只能說市場嗨的時候,nothing is impossible......
中國x86 cpu 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的最讚貼文
她因重倉馬斯克和比特幣封神!現在分享了十大2021技術趨勢
北京新浪網 01-28 13:35
楊凈 發自 凹非寺
量子位 報導 | 公眾號 QbitAI
她,凱瑟琳·伍德 (Catherine Wood),因為連續押中特斯拉、Zoom、比特幣等被封為 「牛市女皇」。
在過去一年時間裡,她的旗艦產品 ARK資管規模暴漲了 11倍,成為了現象級ETF。
因此,她看好的領域成為了重要的投資風向標。甚至對技術趨勢的洞察,連互聯網女皇MaryMeeker都黯然失色。
而現在,在其最新發佈的2021年技術趨勢中。列出了涉及深度學習、比特幣、電動汽車、航空航天、生物醫學等數十個機會領域。
結論有看好AI、看好新能源、看好電子遊戲和移動支付……以及不看好英特爾。
具體詳情,我們展開一一來看。
趨勢一:ARM伺服器營收增長100倍
首先就從暴擊英特爾開始。
伍德認為,ARM、RISC-V和GPU將成為主流的處理器,英特爾時代將被終結。
以ARM與x86為例。首先在市場份額上。
2020年,ARM處理器市佔率僅0.1%,但到2030年,ARM處理器則將直接躍升至82%。
目前,蘋果、微軟等PC都在加緊努力支持ARM處理器。
然後在營收上。
2030年,ARM伺服器的營收可能會增長100倍。從2020年的不到10億美元增長到2030年的1000億美元,營收水平要比現在的x86更高。
RISC-V和ARM兩大架構的數據中心CPU營收將以45%的年復合增長率,在2030年擴大到190億美元。
趨勢二:AI晶元支出將增長4倍
深度學習是伍德欽點的第一個技術領域。
作為一些像音箱類交互產品、自動駕駛、消費類APP的技術基石,伍德認為,它所創造的價值要比當年的互聯網要多得多。
未來15-20年,深度學習領域將為全球股票市場增加30萬億美元的市值。
具體來說,AI晶元將迎來熱潮,其支出將增長四倍以上,從當前的50億美元到2025年的220億美元。
影響晶元熱潮的因素之一,是AI模型訓練成本的陡增。伍德認為,未來AI模型訓練成本將在GPT-3基礎上增加 100倍,達到 億元的規模。
趨勢三:仍然看好特斯拉,也看好中國新能源
重倉特斯拉的她,新的一年裡仍然Pick電動汽車。
即便是疫情期間,燃油車的銷量在持續遞減,但電動車仍然在全球範圍內保持持續的增長,2020年增幅達30%。
伍德預測,電動汽車的銷量將從2020年的220萬輛大幅增長約 20倍,在2025年達到 4000萬輛。
而在售價上面,電動汽車的價格將接近於燃油車,新的電池設計將快速降低造車成本。
不過這項預測的最大風險是,傳統汽車廠商能夠成功轉型到電動以及自動駕駛汽車。 (手動狗頭)
趨勢四:看好自動駕駛Robotaxi
「無人駕駛計程車將主導城市交通。」伍德認為,無人駕駛計程車服務會讓出行成本進一步降低,進而得到廣泛應用。
目前全球的計程車市場大約產生1500億美元的收入。但到2030年,自動駕駛計程車平台每年將會產生超過1萬億美元的利潤。
此外,汽車製造商和車隊的所有者將分別獲得2500億美元和700億美元的利潤。
而如果特斯拉在2022年成功推出自動駕駛乘車服務,ARK估計到2025年採用率可能會接近20%。
趨勢五:未來人均電子錢包里有13萬元
電子錢包因為其成本低、便捷已經成為了一個全球趨勢。
從中國的移動支付金額來看,短短5年內就爆發了15倍以上。2015年的約2萬億美元增長到2020年的約36萬億美元,幾乎是GDP的3倍。
根據ARK分析,目前每個用戶的電子錢包裡大約有250美元到1900美元之間。
到2025年,這一數字將擴大到每用戶2萬美元,摺合人民幣13萬元;用戶將達2.3億。
趨勢六:無人機配送20%的貨物
疫情加速了非接觸式無人機配送的這一新型配送方式。
單就食品配送來說,2020年全球在線食品配送銷售額增長超過40%。
根據ARK的研究,在約40%的外出準備和送貨上門的食品中,無人機送貨將佔到近一半。
伍德預測,在未來五年的某個時間點,無人機將運送超過20%的包裹貨物。
而到2030年,無人機送貨平台將帶來約2750億美元的貨物配送收入,500億美元的硬體銷售收入,以及120億美元的地圖繪製業務收入。
趨勢七:比特幣價格將再上漲約4萬美元
從歷年來的搜索量來看,比特幣之前的一波價格上漲不太受到炒作的驅動。在過去的這段時間內,比特幣似乎獲得了更多的信任,其價格創下了歷史新高。
伍德預計,標準普爾500指數中的成份股公司將1%的現金用於比特幣,那麼比特幣的價格將再 上漲約4萬美元。
此外,他們還發現比特幣的市場參與者們非常關注比特幣的長期趨勢。截至2020年11月,大約有60%的比特幣供應量在一年多的時間里沒有變動。
在未來五到十年內,其資產規模可能從大約5,000億美元增加到1-5萬億美元。
趨勢八:航天業每年將創造2700億美元
馬斯克的「八手」火箭,正在顛覆整個航天工業。
得益於深度學習、感測器、3D列印和機器人技術的進步,航天業幾十年來成本終於呈現下降的趨勢。
從而導致衛星發射和火箭著陸的數量激增,預計未來將發射25000+顆衛星。
未來,航天業將每年創造超過2700億美元的價值。
趨勢九:打電子遊戲每小時要多花20%的錢
目前, 虛擬世界現在還處於起步階段。根據ARK研究,虛擬世界的行業營收每年將增長17%,從現在的1800億美元左右增長到2025年的3900億美元。
而具體到電子遊戲。
在過去10年中,遊戲內部購買占遊戲總收益的比例從20%上升到75%。到2025年,這一比例將達到95%。
而玩電子遊戲的每小時成本,在接下來的五年裡可能會增加20%。
ARK研究認為,5年內全球遊戲市場將會以16%的年復合率增長,從2020年的1750億美元漲至2025年的3650億美元。
此外,AR和VR市場將會以59%的年復合增長率在未來的五年內增長,從30億美元漲至五年後的280億美元。
趨勢十:細胞免疫療法市場規模增長3倍
伍德認為,目前細胞和基因療法正處於早期階段。
第二代的細胞和基因療法將從以下三個方面轉變而來:液態到固態腫瘤、同源自體到異體細胞治療、體外到體內基因編輯。
細胞免疫療法的創新,包括TILs、TCRs和CAR-T細胞療法,可使市場增加近三倍,在目前130億美元的治療市場基礎上增加300億美元。
下一代的細胞和基因療法創新將使腫瘤治療的潛在市場規模增長20倍。
除此之外,凱瑟琳·伍德還看好3D列印、長度測序、多種癌症篩查等領域。
資料來源:https://m.news.sina.com.tw/article/20210128/37511950.html?fbclid=IwAR2wsN2SiGEgvizo9hw6TRsxPJEvOKu0qH1P9K_l5bzBjygN3kbYZTalQkI
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