AI芯片功耗飙升倒逼液冷革新，Fabric8Labs电化学3D打印纯铜冷板成破局关键

随着AI芯片功耗的急剧攀升，传统空气冷却方式已难以满足高密度数据中心的散热需求，液冷技术正成为行业刚需。在这一背景下，新兴技术企业Fabric8Labs与伊利诺伊大学（UI）宣布达成合作，利用电化学增材制造（ECAM）工艺，共同开发用于直接接触芯片（D2C）的铜制冷板。该合作旨在通过金属3D打印的几何自由度和纯铜材料优势，突破传统散热器的性能瓶颈，为高功耗芯片提供更高效的液体冷却解决方案。

正如Additive Manufacturing Research于2025年发布的关于数据中心市场增材制造报告所指出的，人工智能芯片对电力的需求日益增长，这要求在沿用几十年来作为标准的空气冷却方法之外，还需要采用液体冷却技术的换热器解决方案。增材制造能够在新一代换热器的开发中发挥核心作用，因为它可以采用针对芯片表面积优化的、以“紧密排列的金属‘翅片’”为特征的冷却设计。

Fabric8Labs和UI已在《Cell Reports Physical Science》期刊上发表了初步研究成果。合作双方利用拓扑优化方法，迭代了一系列不同的翅片设计可能性，目标是最大限度地降低冷却相关芯片所需的功耗。据UI称，大多数现有使用此类翅片式冷板的方法都采用矩形和圆柱等简单形状。而UI设计的冷板则具有“尖顶和锯齿状边缘”，这些形状非常适合Fabric8Labs的ECAM工艺来生产。

电化学增材制造（ECAM）是一项突破性的室温3D打印技术，能够以微米级精度直接制造纯铜冷板和先进的冷却硬件。与传统的机械加工、铲齿工艺或粉末基增材制造不同，ECAM采用水性工艺来构建致密、高导电性的铜质结构，实现了以往无法制造的散热设计。使用ECAM无需后处理、粘接或使用粘合剂：设计直接从数字文件变为成品部件。

这种方法不仅释放了一流的散热性能，还实现了大规模定制和快速迭代，能够提供针对每个设备功率分布图全面优化过的先进液体冷却解决方案。至关重要的是，ECAM兼具可扩展性和成本竞争力，能够实现从原型到大批量生产的无缝过渡，并拥有行业内最低的总拥有成本。当数据中心面临不断攀升的功率密度和持续的硅基芯片创新时，ECAM为可制造性、效率以及面向未来的热管理树立了新的标准。

除了几何复杂度的优势外，Fabric8Labs在材料科学方面也具有优势。由于ECAM使用液态金属，该技术在处理纯铜方面优于其他增材制造方法——其他方法通常需要使用铜合金，这通常会导致冷却性能下降。

UI的研究人员发现，Fabric8Labs的冷板比其他翅片式冷板的散热性能提高了32%。正如研究人员所指出的，大多数现有数据都集中在旨在提高制造过程成本效益的研究上。而通过专注于最大化冷板的冷却性能，UI的研究人员可能已经设计出一种更优越的方法来降低数据中心的长期运营成本，同时指明了一条实现更可持续碳足迹的途径。

在一份关于UI工程师结合Fabric8Labs冷板进行数据中心冷却研究的新闻稿中，第一作者 Behnood Bazmi表示：“冷却是计算机芯片设计的瓶颈。通过弥合计算设计与制造能力之间的差距，我们的方法为芯片及其他电子设备实现更节能的液体冷却提供了一条途径。我们的工作流程可应用于不同尺度的广泛冷却挑战。”

UI机械工程师Nenad Milijkovic表示：“拓扑优化最终会收敛到一个最佳设计，该设计能够最大化热性能并最小化泵送功率。……采用我们的冷板，数据中心只需使用11兆瓦的电力用于冷却，而不是550兆瓦。”

正是这种潜力，促使Fabric8Labs在去年11月获得了一轮5000万美元的投资——这只是这家圣地亚哥公司最新获得的一笔大额资金——该笔资金将主要用于建立其在美国的制造能力。与UI这样的机构合作是为其发展助力的绝佳方式，因为该公司的工艺现已通过一个由美国能源部（DOE）资助的项目得到了验证。

编辑手记

AI算力的爆发正将数据中心冷却推向极限，传统方案在飙升的功耗面前愈发捉襟见肘。Fabric8Labs与伊利诺伊大学的合作，展示了一条令人兴奋的技术路径：利用电化学增材制造（ECAM）打造纯铜冷板。

它不仅是制造工艺的创新，更是一次热管理思维的升级。当冷却不再只是“后勤保障”，而成为制约算力释放的关键环节时，3D打印的价值正从原型走向大规模核心部件制造。这或许正是硬件基础设施拥抱先进制造的一个缩影。