Technischer Hintergrund
Da sich der globale digitale Transformationsprozess beschleunigt, explodiert die Nachfrage nach KI, großen Modellen usw. im großen Stil. Der Chip-Stromverbrauch erreicht das 10.000-{7}Watt-Niveau, die Rack-Leistungsdichte steigt exponentiell und die Rechenleistung und der Stromverbrauch steigen weiter an. Herkömmliche Luftkühlungstechnologien können den steigenden Wärmeableitungsbedarf hinsichtlich physikalischer Grenzen, Energieeffizienz und Zuverlässigkeit nicht mehr erfüllen. Die spezifische Wärmekapazität der Flüssigkeitskühlung ist deutlich besser als die der Luftkühlung und sie kann Wärme schneller abführen. Mit seinen Vorteilen eines schnellen Wärmeübertragungspfads, einer hohen Wärmeaustauscheffizienz und einer hohen Kühlenergieeffizienz ist es zur „optimalen Lösung“ und „einzigen Lösung“ für Rechenzentren geworden, um den Engpass bei der Hochstromkühlung zu überwinden und ein effizientes Wärmemanagement zu erreichen. Im Hinblick auf geringen CO2-Ausstoß und Umweltschutz hat die Flüssigkeitskühlung hervorragende Energieeinspareffekte. Der PUE eines flüssigkeitsgekühlten Rechenzentrums kann auf weniger als 1,2 reduziert werden, wodurch jedes Jahr viele Stromrechnungen eingespart werden. Es weist sowohl einen geringen Energieverbrauch als auch eine hohe Leistung auf und die Wirtschaftlichkeit wird deutlich verbessert. Auf nationaler politischer Ebene wird die Flüssigkeitskühlung auch als eine Schlüsselrichtung der kohlenstoffarmen Entwicklung angesehen. Im „Special Action Plan for Green and Low Carbon Development of Data Centers“ heißt es eindeutig, dass die durchschnittliche Stromnutzungseffizienz nationaler Rechenzentren bis Ende 2025 auf weniger als 1,5 (PUE) sinken wird. Neubau, Renovierung und Erweiterung großer und ultragroßer Rechenzentren. Die Stromnutzungseffizienz großer Rechenzentren wird auf weniger als 1,25 reduziert, und die Stromnutzungseffizienz nationaler Hub-Knoten-Rechenzentrumsprojekte darf nicht höher als 1,2 sein. Es ist notwendig, den Einsatz energiesparender Technologien und Geräte zu fördern, effiziente Kühl- und Wärmeableitungstechnologien wie Flüssigkeitskühlung und Verdunstungskühlung entsprechend den örtlichen Gegebenheiten zu fördern und die Nutzung natürlicher Kältequellen zu verbessern. Die Kommunikations-, Internet- und Finanzindustrie sind die weltweit wichtigsten Märkte für Flüssigkeitskühlung, und auch der Umfang der Flüssigkeitskühlung nimmt weiter zu. Laut IDC-Daten wird Chinas Markt für flüssigkeitsgekühlte Server im Jahr 2024 2,37 Milliarden US-Dollar erreichen, was einem Anstieg von 67,0 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Darunter ist der Marktanteil von Kühlplattenlösungen weiter gestiegen. Von 2024 bis 2029 wird Chinas Markt für flüssigkeitsgekühlte Server eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 46,8 % aufweisen, und die Marktgröße wird im Jahr 2029 16,2 Milliarden US-Dollar erreichen. Mit den vielfältigen Segnungen der globalen Umstellung auf eine kohlenstoffarme Wirtschaft, nationaler politischer Leitlinien und der Nachfrage nach Rechenleistung mit hoher Dichte hat sich die Flüssigkeitskühlungstechnologie von einer „Hilfsoption“ zu einem „Schlüssel“ gewandelt unverzichtbare Option.“ 2026 könnte das explosive Jahr für Server-Flüssigkeitskühlungskomponenten werden, und die Flüssigkeitskühlung wird eine schnelle Erweiterung der Produktionskapazität und umfassende Anwendungsszenarien einleiten.
Traditionelle Herstellungstechniken
Bei der herkömmlichen Herstellung flüssigkeitsgekühlter Komponenten kommen hauptsächlich Verbindungstechnologien wie Argon-Lichtbogenschweißen, Hartlöten und Reibrührschweißen zum Einsatz. Herkömmliche Methoden können die Anforderungen der neuen Generation von Heizkörpern hinsichtlich Genauigkeit, Schweißfestigkeit, Abdichtung und Zuverlässigkeit, Anpassungsfähigkeit an komplexe geometrische Formen und Konsistenz der Massenproduktionsqualität nicht erfüllen. Das Laserschweißverfahren hat sich aufgrund seiner Vorteile, mit denen herkömmliche Verfahren nicht mithalten können, wie z. B. hohe Energiedichte, kleine Wärmeeinflusszone und hohe Schweißpräzision, zur gängigen Verbindungsmethode für flüssigkeitsgekühlte Komponenten entwickelt.
Vorteile des Laserschweißverfahrens für Server-Flüssigkeitskühlungskomponenten
Das Laserschweißen ist eine effiziente und präzise Verbindungstechnologie, die sich besonders für die hohen Präzisionsanforderungen der modernen Fertigung eignet. Seine Hauptvorteile sind hohe Präzision, hohe Geschwindigkeit, geringe Verformung und hohe Qualität, und es kann problemlos das Schweißen von Materialien mit hohem Schmelzpunkt und komplexen Werkstücken bewältigen.
Hohe Schweißpräzision: Beim Laserschweißen kann eine Schweißgenauigkeit im Mikrometerbereich erreicht werden, was besonders wichtig für winzige Komponenten und komplexe Strukturen in flüssigkeitsgekühlten Servern ist. Es kann die Schweißqualität sicherstellen und Leckagen oder Leistungseinbußen durch ungenaues Schweißen vermeiden.
Hohe Schweißgeschwindigkeit: Die Laserschweißgeschwindigkeit ist hoch, was den Produktionszyklus erheblich verkürzen und die Produktionseffizienz verbessern kann. Flüssigkeitsgekühlte Server enthalten häufig eine große Anzahl von Schweißpunkten, und die Effizienz des Laserschweißens trägt dazu bei, den Anforderungen der Massenproduktion gerecht zu werden.
Erstklassige Schweißqualität: Das Laserschweißen erzeugt schmale und tiefe Schweißnähte mit einer kleinen Wärmeeinflusszone und geringer Verformung, was dazu beiträgt, die strukturelle Integrität und Ästhetik flüssigkeitsgekühlter Server zu erhalten. Gleichzeitig verbessert die hervorragende Schweißqualität auch die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Systems.
Kontaktloses Schweißen: Beim Laserschweißen handelt es sich um ein kontaktloses Schweißverfahren. Das bedeutet, dass während des Schweißvorgangs keine physische Kraft direkt auf die zu schweißenden Teile einwirkt. Bei präzisen und empfindlichen Komponenten in flüssigkeitsgekühlten Servern kann berührungsloses Schweißen Schäden durch mechanische Beanspruchung vermeiden und die Integrität und Leistung der Komponenten schützen.
Starke Anpassungsfähigkeit: Die Laserschweißtechnologie kann sich an die Schweißanforderungen einer Vielzahl von Materialien und unterschiedlichen Dicken anpassen. Unabhängig davon, ob es sich um Metall oder einige nicht-metallische Materialien handelt, kann durch die Anpassung der Laserparameter eine hochwertige-Schweißung erzielt werden. Diese Flexibilität bietet dem Laserschweißen erhebliche Vorteile bei verschiedenen Designs und Materialauswahlen für flüssigkeitsgekühlte Server.
Automatisierung und Intelligenz: Laserschweißgeräte lassen sich leicht in Automatisierungssysteme integrieren, um eine Automatisierung und intelligente Steuerung des Schweißprozesses zu erreichen. Dies verbessert nicht nur die Produktionseffizienz, sondern reduziert auch menschliche Bedienfehler und verbessert die Konstanz der Schweißqualität.
