【散熱劃時代革命-液冷散熱】
時間：2021/8/1
發文：NO.1287篇
大家好，我是 LEO
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❖晶片效能越強-解熱難度越高
隨著半導體晶片發展-體積越來越小，電晶體密度越來越高，逐漸朝向高性能，超薄，微型化發展，電子元件散熱的空間越來越小，單位面積內所產生的熱能卻越來越高，無論是手機、電腦發熱發熱密度皆呈現指數級增長，此外，加密貨幣挖礦場，大型伺服器與資料中心，高階CPU、GPU產生的熱能更為驚人，如果熱能不能快速有效散出，輕則影響效能，嚴重會導致電腦或手機產生「電子遷移效應」，導致當機無法工作。
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❖台積電未雨綢繆超前部署
今年7月台積電在超大型積體電路 (VLSI) 研討會，展示晶片水冷研究結果，採用水通道直接引導到晶片，藉此提高晶片散熱效率。聽起來覺得不可思議，為什麼突然做這項研究？傳統晶片散熱-在晶片上塗導熱矽脂，將熱量傳到散熱器底部，導熱管、水冷管再將熱量導到鰭片，最後風扇將鰭片的熱量吹走，完成散熱。
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但是，若未來晶片採用 3D 堆疊技術，最新的SoIC先進封裝可以任意組合各種不同製程的晶片，除了記憶體甚至還能直接將感測器一起封裝在同一顆晶片裡面，線路的密度將是2.5D的1000倍，散熱就會遇到大瓶頸。
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3D堆疊晶片設計更複雜，更小的微縮製程，把晶片一層一層的堆疊起來，中間部分難以有效散熱，所以台積電的研究人員認為，解決方法就是讓水在夾層電路間流動，讓水直接從晶片內帶走熱量，這是最有效的方案，這裡指的水並非一般純水，而是不會導電的介電液，實際上操作起來非常複雜且昂貴，目前處於研究階段，這顯示出解決晶片散熱問題，將是半導體產業未來重要發展趨勢之一。
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❖晶片改朝換代推動-伺服器新設計
我們從上面描述可以知道新晶片設計只會更小，更複雜，更熱，而伺服器產業面臨的問題會更大，試想大型資料處理中心，裡面有多少伺服器？多少高階CPU、GPU都是24小時不斷電持續運作，龐大的熱能如何處理？當處理器的瓦數越來越高，一般來說，處理器的熱設計功耗超過240W就很難用風扇(氣冷)來解決，偏偏霸主Intel或是AMD新一代處理器動輒超過270甚至280W，現在馬上面臨到需要液冷散熱來帶走熱量。
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❖跟著產業霸主的方向走準沒錯
Intel在伺服器市場，主流解決方案以x86架構為主，全球 CPU市占率約 92%左右。未來Intel 仍將保持產業龍頭的地位，圍繞它的 CPU平台的升級仍是影響伺服器硬體產業鏈周期性變化的關鍵因素。
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2021 年第一季開始Intel最新的 Whitley Ice Lake 的處理器已向資料中心業者小量出貨，第二季開始放量，到第四季預估將占總出貨量的 40%，滲透率將大幅且快速提升，下一步，Intel英特爾預計 2022 年初量產支援 PCIe Gen5 的 Eagle Stream 平台，將會加速升級資料傳輸速度。
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❖英特爾正式將水冷散熱放進白皮書
有趣的事情來了，產業龍頭也意識到新平台-散熱問題非常棘手，2020年Whitley平台是intel「首度」將水冷頭(注意：非浸沒式)納入技術白皮書，更誇張的事情是未來的新平台 Eagle Stream第一顆CPU Sapphire Rapids至少 300W以上，甚至將來很多GPU會達到500瓦甚至700W以上，水冷散熱方案成為唯一解方，冷卻液監控主機(CDU)與水冷頭(覆蓋在處理器上方的水冷散熱片)全世界只有三家廠商通過Intel認證，台灣的廣運(6125)是唯一兩項全拿的合格供應商。
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❖節能減碳-省電又可以賺積分
歐盟在7月剛通過55套案，其中碳邊境調整機制，又稱碳關稅，預計自2023年起試行，2026年正式實施，先從鋼鐵、電力等產業先行，但是用電大戶的資料中心無法置身事外，跟大家分享一個數字會比較有概念，2017年中國數據中心總耗電量為1200-1300億KW，超過三峽大壩與葛洲壩電廠2017年全年發電量總和(分別為976億KW、190億KW)，占中國總發電量的2%，到了2025年資料中心耗電將高達 3842億KW，占全中國總發電量的 6%，這隻吃電怪獸肯定會被盯上，高排碳業者會被課較高關稅(碳關稅)，將進一步帶動資料中心業者積極導入液冷散熱達到「省電」與「節能減碳」的效果，甚至有望仿效電動車Tesla透過碳積分來挹注獲利，可望大幅提高液冷散熱滲透率。
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❖水冷散熱技術門檻高-不簡單
2021年3月26日雲端資料中心伺服器開發商---緯穎科技宣佈，參與資料中心液冷廠商LiquidStack的A輪融資，並取得一席董事席位，其實早在2019年緯穎就與3M合作開發液冷方案，但是3M的電子氟化液是非導電-介電液是一種專利配方，掌握在3M手中，未來耗材都需向3M購買補充，入股LiquidStack可望取得自主技術。
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大家知道這種-不導電的「介電液」有多貴嗎？1公斤要價100美元，一個180KW的機櫃光是介電液裝滿就要價1000萬，重點是這個介電液每年都會耗損，需要定時補充，這樣就知道賣水的概念有恐怖、有多賺了吧，得介電液者得天下。
就算目前短期重點放在一般的「冷卻水」，得到英特爾認證的兩款冷卻水，一個櫃的成本大約7~8萬元，廣運集團研發成功的介電液打七折賣，一公斤70美元就相當有競爭力，而冷卻水一個櫃更只需要8000元，重點是水要通過認證，水在管線裡面跑如何恆久不變質？裡面還必須添加抗凍劑、苔癬抑制劑等特殊配方，是不是很多眉角！這些都是LEO深入研究去挖出來的。
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❖廣運(6125)上中下游整套系統全部整合
目前有三大產品線，水冷背門(20~25萬)/櫃，水冷頭(100~150萬)/櫃-目前英特爾首度放入新平台技術白皮書，已通過Intel認證，浸沒式機櫃(1000萬)/櫃，此外還有最重要的冷卻液監控主機(CDU)它是水冷散熱技術的根源，還有各種耗材、管線、冷卻水、介電液都是未來的發展重點。
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傳統散熱模組雖然便宜，一個42U的機櫃，風扇加散熱模組成本頂多台幣8~10萬，但將來水冷變成剛性需求，水冷頭機櫃，水對氣120~150萬/櫃，水對水90~120萬/櫃，全球的資料中心大約有 500萬櫃，每年新增30萬櫃左右，大家可以算看看，這產值增速有多恐怖。
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目前全世界只有2家公司有能力量產伺服器等級水冷頭機櫃，雙鴻、超眾這些傳統大廠要跨入最難的CDU(水冷監控主機)至少需要5年以上的參數與經驗值，而廣運的陳總已經深耕30年的散熱產業經驗，水冷頭機櫃的五大關鍵零件--廣運擁有四項(CDU、水冷頭、分岐管、制冷背門)盲插或快接頭，這個產業很新，很多法人也還沒那麼了解，有很多眉角，很多技術秘密，篇幅有限今天LEO就先介紹的這邊。
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天佑台灣，疫情早日結束❤️

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#美國 #眾議院 #紓困案
川普在上周日之前遲遲不願簽署國會通過的紓困案法案，部分原因是他認為600美元還不夠多，而美國眾議院28日順應總統川普的要求，投票同意讓疫情紓困法案中，把向每人發放的600美元現金提高至2,000美元。倒是法案接下來將送往由共和黨掌控的參議院表決，仍面臨不確定性。

#台幣 #台股
出口商年底拋匯賣壓出籠，加上韓元也轉強，新台幣兌美元今（29）天大升4.24角，中午暫收28.101元，成交金額8.7億美元。而台股今日盤一度衝上14547點新高，但高檔賣壓隨之湧現，指數最低來到14435點。最終加權指數仍下跌11.02點，跌幅0.08%，收14472.05點，成交額2863.09 億元。

#航運股 #爆巨量
台股今（29）日創新高拉回震盪，盤面人氣焦點的運輸族群也出現開高走低。陽明（2609）今天一開盤即跳空漲停，但上午10點左右出現大量賣壓，股價爆量直線下殺，最低來到平盤價 25.4 元，因而觸發冷卻機制，終場仍以漲停作收；長榮（2603）也一度攻上漲停板，隨後爆巨量一度翻黑走勢震盪，終場以漲4%作收。貨櫃雙雄股價上沖下洗，運輸類股指數成交值高達642.3億元，再度創下歷史天量。而長榮、陽明也分別占台股今日交易量第一與第四名。

#三星 #LCD面板
三星原本計劃今年底關閉旗下所有 LCD 產線，不過三星電子29日宣布，由於居家防疫帶來了電視、筆電等的強勁需求，三星顯示器 (Samsung Diaplay) 將無限期延後電視和螢幕用的液晶顯示面板（LCD）產線關閉時間，不會按照3月所宣布在年底全數停產。

#環球晶 #矽晶圓
環球晶董事長徐秀蘭28日表示，半導體矽晶圓需求強勁，現在各尺寸矽晶圓均供不應求，預期2021年矽晶圓市場會比2020年好，而2022年還會比2021年好，對環球晶而言，2020年是一季比一季好，2021年也會是逐季成長。至於價格部份，2021年現貨價一定會漲，因為矽晶圓全線滿載，環球晶看好2021年整體銷售價格會與2020年持平或上漲。

#造紙股 #漲價
原物料及運費成本上漲壓力遽增，使造紙三雄各自研議漲價反應，造紙類股續昨（28）日放量飆漲6.82％後，今天開高後續飆6.52％至361.52點，再創1995年4月初以來近25年9個月高點，隨後漲勢雖一路收斂至近2.5％，仍領漲盤面各類股。

#鋼鐵股 #鋼價
鋼價明年第一季漲勢確立，中鋼(2002)為首的碳鋼明年第一季價格可望持續上漲的格局，並預期鋼市榮景有機會延續至明年第二季。鋼鐵股今早再成為資金聚集的重點類股，中鋼(2002)、中鴻(2014)以及低價股表現仍火熱。

#大毅 #營運
近期被動元件市場傳出，由於產能供給逐漸吃緊，且隨著各大被動元件廠產能利用率也逼近滿載水準，明年被動元件價格預期將上漲，在全球大環境有利明年被動元件市場，再加上公司積極進行海外布局下，市場法人看好被動元件廠大毅（2478）明年營運可望維持成長，今天該股盤中股價衝上漲停板。
#財經 #新聞 #非凡新聞 #ustvnews #news

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Join us on Friday, December 6 at the Open House of Garage+ !

This year, we invite 28 thriving startups to showcase their products and technologies, including 15 international startups out of the 228 Startup Global Program(SGP) applications from 31 countries. Also participating are the 13 selected Taiwanese startups. All these startups are in Healthcare, AI/Data Analytics, IoT/ Smart Devices, Green Tech.

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📆Date/Time : 14:30-17:00, Friday, Dec. 6th
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