散熱跟不上 AI伺服器加速轉向液冷時代

當傳統氣冷逐漸逼近極限，液冷正成為新一代AI伺服器不可缺少的關鍵配備。

AI功耗大幅提升 散熱成為效能瓶頸

AI晶片追求更高算力，但運算密度提高也伴隨更高功耗。當晶片溫度過高，最直接的影響就是系統降頻，運算效能隨之下降；長時間處於高溫環境，還可能增加電子雜訊，使系統出現當機或運作不穩定等問題。

熱能對硬體造成的影響也不只停留在晶片。電池長時間承受高溫，可能加速老化、膨脹，甚至增加起火風險；電路板與電子元件反覆經歷熱脹冷縮，也容易出現變形與材料劣化。半導體高溫運作時，晶片接近約85°C便可能啟動降頻機制，散熱能力因此直接影響系統能否維持高效運算。

這項問題在AI伺服器尤其明顯。單顆高階AI晶片的熱設計功耗正往約2至3kW推進，傳統氣冷方案在約1,000W至1,200W附近逐漸面臨瓶頸，散熱架構也因此加快轉向液冷。

液冷滲透率突破50% 高階伺服器上看八成

氣冷主要依靠風扇與氣流帶走熱能，但功耗持續提高後，單靠增加風量的效果逐漸受限。液冷則將冷卻液直接導入冷板，貼近高熱源晶片帶走熱能，散熱效率更適合高功耗運算環境。

AI伺服器液冷滲透率預估在2026年突破50%，高階產品甚至可能達到80%。新一代AI伺服器平台也進一步朝全液冷發展，例如新平台採取100%模組化設計、取消風扇，並以直接接觸晶片的方式進行液冷散熱。

液冷需求增加的範圍也不只GPU。AMD新平台、雲端服務商自行開發的ASIC晶片，都在提高液冷配置；未來1.6T高速交換器與CPO共同封裝光學進一步導入後，網路設備的功耗密度提高，也需要更高效率的散熱方案。

一套AI機櫃的散熱系統，涵蓋冷板、快速接頭、內部分歧管，以及機櫃外的冷卻液分配裝置。機櫃外設備的規格也持續提高，列間型冷卻液分配裝置可達2至4MW，側掛式設備則約100至350kW，液冷供應鏈已從單一零組件擴展成完整系統。

新平台推升散熱價值 單櫃內含價值增加逾三成

液冷滲透率提高之外，新平台的散熱零組件也變得更複雜。以新一代AI伺服器平台為例，冷板、內部分歧管與快速接頭等機櫃內零組件的內含價值，相較前一代平台提高超過30%。

技術升級也出現在材料端。晶片與散熱模組之間需要更高階的金屬熱介面材料，以提高導熱效率；冷板則開始導入微流道上蓋等設計，增加冷卻液與熱源的接觸效率。

對散熱產業而言，這一輪成長同時來自「量」與「規格」。AI伺服器出貨增加，需要更多液冷設備；單顆晶片功耗提高，又使每套設備需要更高階的冷板、接頭與液體循環系統。液冷滲透率從選配逐漸走向標準配置後，散熱在整台AI伺服器中的價值占比也跟著提高。

散熱供應鏈從零組件走向系統整合

台灣散熱產業原本就具備風扇、均熱片、熱導管與機構件等製造基礎，進入液冷時代後，競爭範圍進一步擴大到水冷板、快速接頭、冷卻液分配裝置及整套液冷系統。

其中已有大型散熱業者直接參與GPU液冷系統設計，並跟進雲端服務商新機種與新一代AI平台出貨；這類業者的角色逐漸從供應單一散熱零件，延伸到整套液冷架構。

另一類供應商則聚焦GPU均熱片。新一代晶片功耗提高後，均熱片面積、材料與規格同步升級，產品平均單價也隨之提高。部分業者原先就深耕高階均熱片，新平台下半年陸續放量後，需求來源也會跟著增加。

水冷板則形成另一條供應鏈。部分廠商已切入新一代GPU平台水冷板，同時供應記憶體與高速介面相關冷板，客戶從GPU平台延伸至不同AI伺服器業者。

電源與資料中心基礎設施業者也開始參與液冷市場。當散熱需求從晶片周邊一路延伸到整座機櫃與資料中心，冷卻液分配、電力、機櫃與熱管理之間的整合程度提高，具備大型資料中心基礎設施經驗的供應商也多了新的切入點。

AI散熱從晶片一路延伸到資料中心

AI伺服器液冷滲透率朝50%以上提高，高階產品甚至上看80%；新平台的液冷零組件內含價值又較前一代增加超過30%。散熱產業的成長來源已經從伺服器出貨量，進一步加入液冷滲透率與單機價值提升。

接下來還有1.6T高速交換器、CPO等高功耗網通設備加入。從晶片上的熱介面材料、均熱片與冷板，到機櫃內的快速接頭與分歧管，再到機櫃外的冷卻液分配設備，AI基礎建設的散熱需求正沿著整座資料中心向外擴張。