FilmBoil™ Two-Phase Cold Plate

FilmBoilTM 两相冷板

高功率芯片两相取热冷板 · 数据中心 / 超算 / 算力卫星两用

FilmBoil™ 贴近 GPU / AI 芯片,是高功率计算设备的第一级取热部件。单相冷板仍是当前主流工程方案;当地面数据中心、超算中心与在轨算力平台面对更高单板热流时,FilmBoil™ 用薄膜沸腾两相取热承接下一代升级需求。

界面换热系数 ~30,000W/(m²·K)
芯片近等温温差 1–3
蒸发界面热流 20–100W/cm²
CHF 安全余量 22×
需求触发 · HIGH POWER COMPUTE

高功率芯片不断提升的计算需求把冷板推到边界

数据中心、超算中心和算力卫星看似是三个场景,底层问题其实一致:GPU / AI 芯片功耗上升,单板热流密度升高,冷板必须在更小温差、更低流量下把热量从芯片界面接走。

GPU / AI 芯片单卡功耗逐代上升柱状图:A100 约 300W、H100 约 700W、B200 约 1000W、下一代 1500–2000W
芯片热流密度上升 · A100 → H100 → B200 → 下一代,单卡功耗逐代翻倍。
高功率 GPU 服务器实物,机箱内展示铜质冷板、软管管路与计算板卡
高功率 GPU 服务器实物 · 冷板与管路进入芯片取热界面。
~300 W A100 级加速卡

单相冷板仍有充足工程余量

~1,000 W+ B200 / 高功率 GPU

单板热流开始压向单相边界

1,500–2,000 W 下一代 GPU / ASIC

两相冷板进入工程选择窗口

150–200+ W/cm² 高热流芯片区间

需要从显热搬运切换到潜热取热

技术路线 · DECISION WINDOW

两相冷板带来更高的热流边界

在热流密度、安装面温差和泵功三条约束同时收紧,单相冷板开始失去继续拓展的经济性

传统单相冷板与 FilmBoil 两相冷板机理对比:单相显热取热温差大,两相潜热取热温度均匀
不是替代所有单相冷板

单相仍是当前成熟液冷区间的主流方案,FilmBoil™ 面向更高热流密度窗口。

核心收益是低温差和低泵功

相变潜热让单位流量携带更多热量,减少继续堆流量带来的系统代价。

真正难点在并联系统稳定

多冷板并联时,供液稳定、流量分配和干涸风险比单块换热系数更关键。

携热方式

显热升温,靠流量堆能力

相变潜热携热,单位流量带走更多热
芯片温差

随热流上升更明显

近等温取热,热点显著收敛
泵功与流量

高热流下流量和泵功同步升高

潜热携热,降低单板所需流量
进入窗口

成熟、适合当前主流区间

面向更高机柜功率密度留有余量
热致科技 核心技术

三条沸腾路线,只有薄膜蒸发本征稳定

高功率芯片两相冷板的沸腾机理包含核态沸腾、流动沸腾与薄膜沸腾。只有薄膜沸腾蒸发能提供稳定蒸发界面,有效避免多冷板并联后的供液稳定、流量分配与干涸风险问题。

01
路线筛选 · 四维工程判据

三种机理定性对比,并按相变方式 / 壁面过热 / 失效模式 / 多路并联逐项判定。

FilmBoil 薄膜蒸发机理:毛细芯形成稳定液膜,绿色液体 Darcy 渗流,水蒸气稳定排出,无需节流板
工程视图 · 稳定薄膜界面
FilmBoil™ 薄膜蒸发 本征稳定

Darcy 渗流、压降-流量正斜率,多冷板并联不打架,零节流板。

  • 相变方式 稳定弯月面锚定,全面积均匀
  • 壁面过热 <1 ℃,近等温换热
  • 失效模式 毛细限渐进退缩,可预警
  • 多路并联 自均衡,零节流板
核态沸腾冷板机理:表面随机气泡核化并逃逸,接近临界热流时出现局部干涸风险
核态沸腾冷板 需工程抑制

靠近 CHF 气泡随机、热点与干涸风险,常需工程抑制。

  • 相变方式 随机气泡成核,界面波动
  • 壁面过热 5–20 ℃,温度不均
  • 失效模式 CHF 猝崩,不可预测
  • 多路并联 需逐路节流板
流动沸腾微通道机理:微通道内出现气泡流、塞流与环状流,存在压降负斜率和均流控制风险
流动沸腾 / 微通道 需主动均流

易进入负斜率区,多支路需主动均流、泵功代价更高。

  • 相变方式 气泡流 / 塞流交替,界面波动
  • 壁面过热 沿程温升,阵列不均
  • 失效模式 压降负斜率,易失稳
  • 多路并联 需主动均流控制

底层壁垒来自双孔径毛细结构、航天级密封工艺与公开文献验证,而不是单一结构参数优化。

02
FilmBoil™ 薄膜沸腾两相冷板

薄膜沸腾机理:蒸发界面稳定,多冷板并联后供液稳定、流量分配均匀、干涸风险低。

薄膜沸腾机理剖面:液腔 → 多孔毛细芯 → 蒸汽槽,热流自下而上、蒸汽侧向排出 FilmBoil 薄膜沸腾蒸发器金属结构剖面,展示密封壳体、多孔毛细芯、蒸汽通道与流体接口
薄液膜蒸发机理 · 液腔 → 多孔毛细芯 → 蒸汽槽 结构剖面 · 密封壳体 / 毛细芯 / 蒸汽通道
~30,000W/(m²·K) 界面换热系数

vs 单相对流 5,000–20,000

1–3 芯片近等温温差
22× CHF 安全余量

距烧干失效仍留工程裕度

试验 · 性能验证

关键试验与性能验证

从样件、台架、工况到数据判读,验证 FilmBoil™ 从机理进入工程系统的稳定取热能力。

FilmBoil 两相冷板蒸发器测试台架,包含储液器、磁力泵、板式换热器、蒸发器 DUT 与铜均热块
黑色金属冷板实物样件,顶部有两处弯头管接头 金属冷板实物样件局部,黑色软管连接到板体接口
两相冷板测试台架 蒸发器 DUT、泵、储液器、换热器与热源集成在同一闭环中完成性能验证。

样件制备 → 台架测试 → 工况覆盖 → 数据判读

  1. 样件制备

    完成蒸发器样件、密封接口与测试连接件。

  2. 台架测试

    接入泵、冷凝、测控与热源,形成可重复测试链路。

  3. 工况覆盖

    覆盖热平衡、热真空、启动与变工况窗口。

  4. 数据判读

    用曲线、温差和回稳窗口判断工程边界。

传热曲线、安装面温差

高热流取热能力

验证高热流输入下的取热边界与安装面温差控制。

启动响应、回稳窗口

启动与变工况稳定性

验证启动、负载变化后的温度响应与回稳能力。

热真空、热平衡

环境与可靠性边界

验证真空环境和热平衡条件下的稳定工作边界。

核心技术平台 · POROUS-METAL EVAPORATION

同一蒸发机理,三个高性能两相产品

多孔金属毛细薄膜蒸发不是一锤子买卖,而是一套核心技术平台。同一套蒸发机理,按器件形态与热功能展开,衍生出取热、传输、扩热三类两相产品。

FilmBoil 两相冷板爆炸结构示意,多孔金属芯位于上下盖板之间
取热 · 主动泵驱 本页旗舰

FilmBoil™ 两相冷板

Two-Phase Cold Plate

贴近 GPU / AI 芯片,以薄膜沸腾完成第一级高热流取热——本页主角。

本页核心产品 ↑
平板式环路热管蒸发器示意,放大镜展示多孔毛细芯内液滴与蒸汽箭头
传输 · 毛细自驱

平板式环路热管

Flat Loop Heat Pipe

多孔毛细芯在蒸发器内自驱工质循环,无机械泵即可远距离、跨重力携热。

查看环路热管 → 知识库
蒸汽腔均温板剖面示意,展示蒸发、扩散、冷凝和回流的相变循环路径
扩热 · 被动等温

蒸汽腔均温板 VC

Vapor Chamber

薄型蒸汽腔内相变扩散,把集中热点快速摊平为近等温面,提升扩热效率。

查看均温板 VC → 知识库

三者共用多孔金属毛细蒸发界面(同机理),区别只在器件形态与热功能——取热 / 传输 / 扩热。这套蒸发平台,正是热致科技区别于普通热管、冷板供应商的核心壁垒。

产品研制页面 Hero 背景图,展示多类航天热控产品实物与工程样件
应用覆盖 · DUAL USE

从轨道算力卫星到地面 IDC 超算中心

FilmBoil™ 两相冷板优异的性能与本征稳定性实现多场景复用

数据中心服务器机柜,指向两相液冷板应用场景
民用主战场
Data Center · AI 机柜

数据中心高功率 GPU/AI芯片

面对 AI 算力机柜功率密度飙升,FilmBoil™ 把薄膜沸腾相变取热用于芯片界面,以更小温差和更低流量承接更高单板热流。

  • 面向高功率 GPU / AI 加速卡
  • 相变潜热携热,降低单板所需流量
  • 近等温界面收敛热点
数据中心两相冷板合作咨询 →
高功率 GPU 服务器液冷应用场景
民用扩展
Supercomputing · 超算中心

超算中心与高密度计算节点

超算节点对芯片结温一致性、长期满负载稳定性和冷却侧能效更敏感,FilmBoil™ 可作为前端取热模块。

  • 覆盖超算 / 智算中心液冷需求
  • 降低沿程温升对芯片阵列的影响
  • 为未来两相机房预留架构余量
超算两相冷板合作咨询 →
算力卫星热控系统架构,FilmBoil™ 冷板作为芯片取热第一级
航天延展
Space · 算力卫星

算力卫星芯片取热核心部件

在算力卫星平台里,FilmBoil™ 作为主动流体回路的取热第一级,把集中高热流接走,再交给回路与辐射器闭合热预算。

  • 高热流密度芯片界面就地取热
  • 与泵驱两相回路无缝集成
  • 航天级密封与可靠性工艺
查看算力卫星系统集成 →
民用算力 · 工程对接

数据中心 / 超算两相冷板合作咨询

面向高功率 GPU、AI 服务器机柜、超算节点与算力卫星芯片取热:方案设计 · 样机研制 · 测试验证 · 批量交付。

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