創新平臺／導入自然水 打造永續散熱解方

生成式AI與高效能運算（High-Performance Computing；HPC）快速發展，推升GPU與高算力晶片功耗持續攀高，資料中心面臨愈來愈嚴峻的散熱與能耗挑戰。

當傳統氣冷逐漸逼近極限，既有液冷系統也因成本高、架構複雜而受限，如何在確保運算效能的同時，兼顧能源效率與永續發展，成爲產業關注的關鍵課題。

爲此，工研院日前與日本新創公司ZYRQ展開策略合作，推動新世代「水浸潤式冷卻技術」的研發與應用，鎖定高算力晶片與AI運算場域，提出創新散熱解方。

談及技術發想的起點，工研院機械與機電系統研究所經理何亞奇指出，靈感來自與日本合作伙伴長期交流的觀察。

日本團隊位於北國地區，長年受惠於雪水與融雪資源，促使雙方重新思考冷卻介質的選擇。「如果回到最自然、最容易取得的水，是否反而能在散熱效率、環境友善與系統安全性之間取得平衡？」這樣的想法，促成團隊跳脫既有液浸冷卻多采用油類或氟化物的框架，嘗試以水作爲新一代浸潤式冷卻的核心。水具備無毒、環境風險低、可回收等特質，也符合資料中心朝向低碳、綠色營運的趨勢。

不過，研發挑戰並不只是把冷卻液換成水。工研院團隊必須同步重新設計整個散熱架構，設法在確保散熱效果的同時，讓系統更簡單、也更容易部署。團隊大幅簡化冷卻系統設計，無須傳統冷卻液分配單元（Coolant Distribution Unit；CDU）與複雜管路，並結合金屬3D列印技術，打造高效率、輕量化的散熱組件，提升系統彈性。

工研院指出，新系統建置成本約爲傳統方案的一半，實際運作時，冷卻所須電力僅約15千瓦，即可達到傳統系統約300千瓦的散熱效果。不僅能將GPU表面溫度控制在30℃以下，更可支援每立方公尺200千瓦熱功率，協助高算力晶片在高負載運算時維持穩定運作。

何亞奇表示，水浸潤式冷卻技術未來除可應用於AI與HPC資料中心，也有望補足日本九州半導體產業鏈在散熱技術的關鍵缺口，並延伸至先進封裝與高算力晶片散熱應用，爲產業在高效能運算與綠色轉型浪潮中，打造兼具競爭力與永續性的運算新典範。