AI液冷需求井噴，金屬3D打印微通道給散熱和節(jié)能帶來新破局

前幾個月，南極熊寫了一篇關(guān)于AI服務(wù)器液冷的報道文章《投2.8億建金屬3D打印液冷組件工廠，AIRSYS引領(lǐng)數(shù)據(jù)中心冷卻新方向》之后，就開始關(guān)注液冷方向的上市公司了，感覺散熱會是AI產(chǎn)業(yè)鏈的下一個大需求。

到了2025年8月中旬，南極熊眼睜睜地看著一批粘上GPU數(shù)據(jù)中心AI液冷概念的股票連續(xù)大漲。

作為A股十幾年的老韭菜，南極熊是越漲越不敢買，差點拍斷了好幾條大腿！

△拍斷大腿表情圖

當英偉達NVL576機柜以600千瓦的功率震驚業(yè)界——相當于500個家庭同時用電峰值時，一個殘酷的現(xiàn)實擺在面前：傳統(tǒng)散熱技術(shù)已無法承載AI算力的狂奔。

隨著ChatGPT、Deepseek等大模型訓練需求激增，數(shù)據(jù)中心單機柜功率密度從2022年8千瓦飆升至2024年17千瓦。麥肯錫預(yù)測，2030年全球數(shù)據(jù)中心年耗電量將達171-219吉瓦，年均增長率高達19%-20%。

在這場與熱量的賽跑中，金屬3D打印技術(shù)或許可以帶來破局。

△銅金屬3D打印無泄漏一體式冷板。CoolestDC 聲稱是世界上首個成功安裝在服務(wù)器 CPU(AMD EPYC 7352 2.30 GHz)上的無泄漏一體式冷板，由新加坡本土液冷公司 CoolestDC 與德國金屬3D打印廠商EOS 合作完成，采用了 EOS Copper CuCP銅合金材料，用 AMCM M 2901kW 金屬打印機進行打印。

△針對散熱器行業(yè)的高效散熱需求，中國金屬3D打印廠商鉑力特產(chǎn)品團隊對液冷板內(nèi)部的散熱翅片結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計，在設(shè)計空間中綜合考慮換熱與流阻，提升產(chǎn)品綜合性能。在優(yōu)化設(shè)計后，液冷板A的換熱量相較傳統(tǒng)直肋片冷板提升20%，同時壓力損失減少約70%，在降耗的同時提升了散熱效率。據(jù)南極熊了解，鉑力特在西安、深圳等地一共部署了幾百近千臺金屬3D打印機，可以大規(guī)模生產(chǎn)制造復(fù)雜零部件。

1 熱危機倒逼，傳統(tǒng)散熱技術(shù)遭遇物理極限
散熱系統(tǒng)能耗已占數(shù)據(jù)中心總用電量的20%以上，而芯片熱設(shè)計功率（TDP）的飆升讓矛盾更加尖銳。AMD Instinct MI350系列GPU的AI推理性能較前代提升35倍，單機柜功率突破120kW，液冷系統(tǒng)從“可選”變成“必選”。

傳統(tǒng)制造工藝在應(yīng)對新挑戰(zhàn)時捉襟見肘：

微通道瓶頸：傳統(tǒng)CNC加工和釬焊技術(shù)難以實現(xiàn)低于100微米的冷卻通道，熱交換面積受限

結(jié)構(gòu)單一化：直線型鰭片無法適配芯片表面非均勻的熱點分布，導(dǎo)致局部過熱

泄漏風險：多部件焊接組裝引入潛在泄漏點，威脅價值百萬的GPU機架安全

“芯片制造商正在生產(chǎn)更大、更熱的處理器，高效冷卻成為數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵問題?！?Alloy Enterprises首席執(zhí)行官Ali Forsyth指出。當黃仁勛在GTC大會上揭開600kW機柜的面紗時，整個行業(yè)意識到：散熱技術(shù)必須迎來范式革命。

2 技術(shù)破壁，新型金屬3D打印重構(gòu)液冷設(shè)計范式
2025年ITherm會議上，兩項顛覆性技術(shù)引發(fā)行業(yè)震動——堆鍛技術(shù)（Stack Forging）與電化學增材制造（ECAM）正突破傳統(tǒng)散熱邊界。

（1）堆鍛技術(shù)：成本與精度的雙重顛覆

△AMDMI300 冷板的 CT 掃描圖，帶有內(nèi)部冷卻通道

△AlloyEnterprises 的銅冷板

美國初創(chuàng)企業(yè)Alloy Enterprises開發(fā)的堆鍛工藝，采用350-400微米厚的鋁或銅薄片，通過激光切割、層壓鍛造，實現(xiàn)50微米級內(nèi)部通道。相較傳統(tǒng)激光粉末床熔融（LPBF）技術(shù)，其優(yōu)勢顯著：

該技術(shù)更實現(xiàn)一體成型無焊縫結(jié)構(gòu)，徹底杜絕泄漏風險。銅質(zhì)冷板的應(yīng)用使散熱效率較鋁材再提升30%，同時符合ASHRAE化學兼容性標準。

（2）ECAM：電化學增材制造
Fabric8Labs推出的電化學增材制造技術(shù)另辟蹊徑。在常溫環(huán)境下，通過電沉積構(gòu)建33微米分辨率的銅制翅片，無需高溫處理即可在PCB基板等敏感部件上直接打印。

緯穎采用該技術(shù)開發(fā)的3.5kW冷板，通過陀螺狀微結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)冷卻性能躍升：

• 熱性能提升48%
• 熱阻降低35%
• 有效表面積擴大900%
  

“ECAM支持基于SoC功率圖譜的冷卻設(shè)計，幫助提升性能、效率和可靠性?！盕abric8Labs產(chǎn)品副總裁Ian Winfield強調(diào)，這種技術(shù)不是簡單升級，而是熱管理方式的根本性變革。

3 性能躍升，3D打印液冷的實戰(zhàn)突破

在硅谷實驗室的極端測試中，3D打印液冷方案展現(xiàn)出驚人性能：

熱阻與能效突破

• Alloy Enterprises方案：熱阻降低50%，電源使用效率（PUE）提升18%，泵送壓力降至競爭對手1/4
  

• 領(lǐng)益智造BigMAC方案：在400W-1000W功耗區(qū)間，能耗降低40%，單機柜散熱能力達120kW
  

成本與可持續(xù)性優(yōu)化

• 75MW數(shù)據(jù)中心應(yīng)用Alloy方案：總耗電降低21%，年減碳數(shù)萬噸
  

• 領(lǐng)益智造通過鈦合金微焊接：液冷銅管成本降至進口產(chǎn)品1/3，綜合成本降低50%
  

更令人矚目的是，這些技術(shù)實現(xiàn)了冷卻介質(zhì)的溫度解放。Alloy的銅冷板允許使用44°C溫水進行冷卻，無需高能耗制冷系統(tǒng)，僅需干式冷水機組即可將熱量排至室外。

“每節(jié)省1千瓦電力就意味著能夠多生成1000個AI token。” 南極熊獲悉，F(xiàn)orsyth道出能效提升的核心價值。

4 生態(tài)布局，從實驗室到量產(chǎn)的全鏈競賽

產(chǎn)業(yè)化落地速度決定市場話語權(quán)。領(lǐng)先企業(yè)已構(gòu)建完整制造生態(tài)：

產(chǎn)能軍備競賽

• Alloy Enterprises：月產(chǎn)1.5萬件，模塊化產(chǎn)線支持快速擴容
  

• 領(lǐng)益智造：東莞、蘇州基地月產(chǎn)10萬套，2025年底目標30萬套/月。3D打印技術(shù)已成為其超級工廠所使用的的重要工藝類型，提供粉末床3D打印、激光熔覆3D打印、光敏材料3D打印等，這些技術(shù)已在消費性電子模切刀具上得到驗證應(yīng)用。
  

• Fabric8Labs：獲imec.xpand、TDK Ventures等投資，加速圣地亞哥試點工廠建設(shè)
  

標準與生態(tài)爭奪

• 領(lǐng)益智造主導(dǎo)起草《液冷服務(wù)器用冷板技術(shù)規(guī)范》，將50μm微通道蝕刻深度等指標納入國標，打破美日壟斷
  

• Alloy Enterprises選擇自主生產(chǎn)模式：“為確保可靠性和質(zhì)量，我們認為最好的辦法就是言出必行。”Forsyth解釋拒絕出售設(shè)備的原因。
  

應(yīng)用場景正從數(shù)據(jù)中心向外輻射：

儲能領(lǐng)域：寧德時代4C超充電池采用液冷系統(tǒng)，電池組溫差控制在±2℃

車載計算：領(lǐng)益為比亞迪開發(fā)的車載液冷模組通過1000小時鹽霧測試

人形機器人：AMD與領(lǐng)益聯(lián)合開發(fā)的微型液冷系統(tǒng)已通過特斯拉Optimus初步測試

南極熊評論

這不是一次簡單的技術(shù)升級，而是熱管理方式的根本性變革。

如果未來，英偉達、微軟、谷歌、Facebook等巨頭看中3D打印液冷技術(shù)，將有可能成為AI進化路上碳中和的關(guān)鍵路徑，這場靜默的熱革命終將重塑AI算力的未來圖景。

散熱已不再是技術(shù)的配角，它正在成為推動人工智能進化的核心引擎。

備注：上文有Deepseek AI輔助加持。