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全球首次!宁波材料所金刚石/铜规模化应用,助力曙光MW级液冷系统落地

16小时前
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4月8日,在郑州举行的“液冷聚能·智算向新”2026战略发布会上,曙光数创正式发布全球首个MW级相变浸没液冷整机柜及其基础设施整体解决方案(C8000 V3.0)。这一里程碑式成果中,中国科学院宁波材料技术与工程研究所功能碳素材料团队自主研发的金刚石/铜高导热复合材料实现全球首次规模化应用,成为破解芯片“热墙”瓶颈、推动我国算力产业自主可控的关键支撑。

随着AI算力爆发式增长,芯片热设计功耗持续攀升,“热墙”已成为制约全球算力升级的核心瓶颈。长期以来,我国高端散热材料高度依赖进口,导热效率与成本问题直接影响算力基础设施的安全与竞争力。

宁波材料所功能碳素材料团队依托自主研发的高效率3D复合技术与规模化制备工艺,系统攻克了金刚石/铜复合材料在“分散难”“加工难”“表面处理难”等制造卡点,成功研制出热导率突破1000W/mK的金刚石/铜复合材料。在导热率、热膨胀匹配及加工精度等关键指标上达到国际先进水平,并与江西铜业集团、宁波赛墨科技有限公司协同推动产业化制备。

在C8000 V3.0解决方案中,这一材料首次规模化应用于散热模组,使芯片模组传热能力提升80%,助力芯片性能提升10%。结合自研国产相变冷媒、浸没式相变液冷换热技术,单机柜功率密度突破900kW(传统液冷方案的3-5倍),散热能力超过200W/cm²,并实现全年自然冷却。该方案同时集成高压直流供电(系统效率超96%)、相变换热自动控制、机电转化及结构密封等五大技术突破,机房面积节省超85%,PUE降至1.04以下,高密度场景下总拥有成本(TCO)显著优于传统方案,提前达到国际领先厂商2028年规划目标。

中国科学院院士、河南大学校长张锁江在发布会上指出,在AI算力的强劲驱动下,智算中心已不可逆转地迈入“兆瓦级时代”。面对这一变革,亟需突破芯片效能与高效散热难题,推动产学研用全链条协同创新。曙光数创总裁何继盛表示,传统散热与供电架构正逼近物理极限,推动“以服务器为中心”向“以基础设施为中心”的范式革命,是支撑超大规模智算集群建设的必然选择。曙光数创高级副总裁张鹏博士分享了在国家超算互联网核心节点等标杆工程中的实践,强调相变浸没液冷、湖水自然冷却等技术构建了高效绿色算力底座。

发布会现场,MW级浸没相变液冷基础设施开放实验室正式成立。宁波材料所研究员江南、曙光数创总裁何继盛、中国科学院过程工程研究所研究员王耀锋、GCC-Open AI Infra社区秘书张广彬共同参与启动仪式。该实验室将面向芯片企业、服务器厂商、集成商与算力运营商开放核心接口与测试环境,协同破解兼容性难题,加速行业标准制定,降低国产先进智算基础设施部署门槛,推动开放生态构建。江南研究员作为材料核心研发代表出席,标志着产学研用深度融合进入新阶段。

宁波赛墨科技有限公司是由中国科学院宁波材料所技术孵化,江南博士与薛晨博士领衔创办,江西铜业集团、华为战略投资的先进热管理材料平台型企业。公司面向智算超算、电力电网、功率器件消费电子、具身智能、商业航天等领域,专注于轻质高导热金属基复合材料的研发与产业化,产品涵盖金刚石-铜(铝)复合材料、石墨-铜(铝)复合材料、液态金属等,已在国内多个头部厂商规模应用,并正在多家国际大厂打样导入。

曙光数创依托中科曙光全栈计算积累,2011年起率先布局液冷技术,连续多年投入约10%营收用于研发,已掌握166项相关专利,牵头多项国家及行业标准。此次C8000 V3.0的落地,不仅验证了金刚石/铜复合材料在极端热流密度环境下的可靠性,更为国产算力芯片封装散热开辟全新路径,对保障我国算力产业安全、提升核心竞争力具有重要战略意义。

从宁波材料所团队十余年深耕,到宁波赛墨科技等企业孵化,再到与曙光数创的联合攻关,这一突破体现了我国在新材料与高端装备领域的全链条自主创新能力。

布局动态:产业化加速与技术生态拓展并进

在产业布局方面,宁波材料所与江西铜业构建了“研究院所+产业资本”双轮驱动模式,深度融合产学研用体系,打通了从铜基材料制备、复合加工到终端产品输出的完整链条,为金刚石/铜复合材料的规模化应用提供了坚实的产业基础。

宁波赛墨科技于2024年8月获得哈勃投资、深创投等机构亿元级战略注资,在资本助力下不断完善产品矩阵,逐步形成涵盖金刚石-金属、石墨-金属等多类型热管理材料体系,显著提升技术转化效率。

在市场拓展方面,宁波材料所积极对接头部终端企业,与华为、海思以及航空航天领域相关单位建立合作关系,推动金刚石/铜复合材料在5G通信、新能源汽车功率模块等场景实现批量应用。

围绕核心材料体系,团队还同步推进多元技术路线布局,包括金刚石热管理材料、4英寸超薄金刚石自支撑薄膜等关键方向,逐步构建起覆盖材料、界面与封装的系统化热管理技术体系。

在技术生态拓展方面,2025年宁波材料所取得一系列关键突破:

7月成功制备出4英寸超薄超平金刚石自支撑薄膜,将翘曲度控制在10μm以内,有效解决芯片键合过程中的形变问题;

11月进一步开发出金刚石超薄膜“自剥离”技术,将剥离时间由数小时缩短至数分钟,并降低约90%成本,显著提升制造效率。

另外,团队在中国科学院重大装备项目支持下,将915MHz大功率MPCVD的金刚石沉积面积成功扩展到12英寸,实现了低应力、超低翘曲4英寸金刚石薄膜的单机5片同时合成。

金刚石产品供应商推荐

金刚石热管理材料国内外供应商目前有Element Six、A.L.M.T. Corp、Diamond Foundry、Applied Diamond、Diamond Materials、Leo Da Vinci Group、DiamNeX、宁波晶钻、中南钻石、沃尔德、四方达、豫金刚石、黄河旋风、三磨所、普莱斯曼、飞孟金刚石、晶信绿钻、无限钻、惠丰金刚石、德润斯、昌润极锐、百利来、化合积电、洛阳誉芯、中材高新、碳索芯材、先端晶体、长飞光纤、有研集团、赛墨科技、瑞为新材料、瑞世兴、北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司、江阴市辉龙科技股份有限公司、成都格莱希材料科技有限公司、河南联合精密材料股份有限公司、宁波硅港复材科技有限公司、长沙升华微电子材料有限公司、尤品新材料、上海昌润等企业积极布局产业赛道,并积极推出金刚石热管理产品。

以上相关企业均会出席6月10-12日在上海新国际博览中心举办的FINE2026先进半导体产业大会&热管理液冷产业大会,欢迎大家参与交流金刚石复合材料在液冷领域的应用!

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