英伟达也点火金属3D打印？Rubin AI GPU 芯片要用微通道水冷

导读：继苹果手机、手表中用上金属3D打印之后，下一个点火人变成了英伟达！
 

         2025年9月15日，英伟达正推动上游供应商开发一类名为 MLCP（微通道水冷板）的水冷散热组件，以应对英伟达 AI GPU 芯片随代际更替不断上升的发热。英伟达下代的 "Rubin" GPU 将在单一封装中包含两颗 GPU 芯片，功耗预计将超过 2000W，尽管较大的表面积有利于热量传导但其仍然对冷却系统提出了超越现有水冷板解热能力的严苛要求。传统水冷板的微水道尺寸在 0.1mm (100μm) 到数毫米水平，而在 MLCP 中通过在芯片或封装上的蚀刻水道尺寸可降低至微米级别，同时均热板、水冷板、IHS 封装顶盖、芯片裸晶也将高度整合，进一步提升散热效率。

     据悉 MLCP 单价可达传统水冷板的 3~5 倍且能贡献较高毛利率，但由于其在流体力学、气泡动力学上的复杂性和更高冷液渗漏风险尚需一段时间才能成熟。前几个月，南极熊写了一篇关于AI服务器液冷的报道文章《投2.8亿建金属3D打印液冷组件工厂，AIRSYS引领数据中心冷却新方向》之后，就开始关注液冷方向的上市公司了，感觉散热会是AI产业链的下一个大需求。
 

随着ChatGPT、Deepseek等大模型应用需求激增，AI数据中心对GPU散热需求也井喷。芯片制造商正在生产更大、更热的处理器，高效冷却成为数据中心的关键问题。

而高精度的金属3D打印技术，或许可以成为英伟达要求微通道水冷板的一大解决方案。
 

1. 实现微米级通道结构与定制化设计
高精度制造：金属3D打印（如激光粉末床熔融技术，LPBF）可制造壁厚低于100微米的薄壁结构和微通道，甚至通过电化学增材制造（ECAM）实现33微米分辨率的铜制翅片。这直接满足MLCP对微米级水道尺寸的需求。

拓扑优化与自由设计：通过计算流体动力学（CFD）和拓扑优化算法（如Oqton 3DXpert软件），可设计非均匀、仿生或晶格状微通道（如三重周期最小表面结构-TPMS），优化流道分布，减少压降和热阻，提升散热效率。例如，研究显示优化后的液冷板换热量提升20%，压力损失降低70%。

2. 一体化成型消除泄漏风险
MLCP需将冷板、均热板和芯片盖高度集成。金属3D打印可一次性成型无焊缝的一体化结构，避免传统钎焊或组装带来的泄漏点。例如：

CoolestDC与EOS合作的无泄漏铜冷板，通过3D打印承受6 bar水压，杜绝冷却液泄漏风险。《AI液冷需求井喷，金属3D打印微通道给散热和节能带来新破局》

Alloy Enterprises的堆锻技术（Stack Forging）用铝/铜薄片层压锻造，实现50微米通道且无焊缝。《AI狂飙下散热需求井喷，拉动金属3D打印，Alloy堆叠锻造3D打印液冷板革新数据中心GPU服务器机架冷却》

这对MLCP至关重要，因为泄漏可能直接损坏价值百万的GPU机架。
 

3. 高导热材料（如铜）的加工能力
铜的导热性优异，但传统激光3D打印因铜的高反射率难以加工。新技术已突破此限制：

绿色激光或红光激光：铜对绿色激光吸收率高达40%（是红外激光的8倍），可实现高质量纯铜打印。易加三维的红光激光技术已支持米级铜部件制造。

3D打印液冷方案在实验中已验证其优越性：

• 热阻降低50%，电源使用效率（PUE）提升18%。

• GPU温度从风冷的90℃降至40℃，计算性能从5.8 TFlops提升至8.1 TFlops。

• 允许使用更高温度冷却液（如44°C温水），减少对制冷系统的依赖。

     微通道水冷，已经有某些上市公司开始部署多台金属3D打印机来进行打印相关组件，未来整个散热市场可能需要几百台，甚至上千台金属3D打印设备来加工生产组件，特别是高导热的铜等金属材料，也会面临新的市场机遇。南极熊想说，手机3C、AI散热已经成为拉动金属3D打印市场需求的大型引擎，未来相关的产业资本、资源都会往这些领域进行倾斜，看谁能在新一代应用大潮中脱颖而出呢？