散热产业夯,只要是电子装置,少不了散热零组件的支援,受到 5G 兴起下,最先看到的是 5G 手机的需求,从传统热管转用技术难度更高、解热力更好的热板,也带动 ASP 提升 2 倍以上,今年以来也被市场广泛的讨论。但除此之外,你可能忽略的是 5G 兴起之后,最先需要的基础设备的建置,当中包含基地台、小型基地台等,甚至是网通产品、服务器等产品都需要再升级,比起过去 4G 时代,这样的趋势下,对于散热产品的需求将有何改变?台湾散热厂准备就绪了吗?
从无到有,有也要再升级
5G 比起 4G 传输速度增加,因此使用的散热元件数量、面积等都要增加,甚至是过去不需要使用散热元件的机构,也必须加入散热元件,以达到解热效果,完整解决方案的 ASP 可以再提升。
像是过去不需要散热元件的机构,光连接器就必须加入散热元件,或者交换器(SWITCH)、路由器里面也需要加入。所谓的光连接器专指进行光电和电光转换的光电子器件,发送端把电信号转换为光信号,接收端把光信号转换为电信号。因此在传输速度从现在 100G,传出 4K 讯号、直播等,都推升网络流量的成长,带动资料中心从过去 10G 逐渐往上升级到 100G,甚至到明年 400G 的传输速度,更是近年网通大厂着力开发的方向。
散热厂表示,过去交换器采用铝片就能达到散热效果,但随着这种高阶、传输速度更快的产品越来越多,功耗甚至达 15W 以上,就需要采用热板散热,目前也有部分采用热管解热的方案。
事实上,除了从无到有的需求之外,更多的是升级现有散热方案,像是过去许多核心的基地台就已经采用热管或热板模组散热,瓦数可以高达 400W 以上,但在 5G 之后,传输资料量大幅提升,因此必须增加单位数量与面积。以小型基地台(Small cell)为例,功耗约 40W 以上,就需要采用散热模组,不管是热管模组、热板模组都是目前设计的方向。
技术关键在于弹性设计,成本控管能力
从过去 3G 到 4G 的网通产品规格提高的幅度,不像现在 4G 到 5G 大,技术难度更提升,像是 5G 网通产品多数规格与空间多与 4G 相当,效能提高下,要如何在现有的空间内,解更大的热量,对散热模组而言困难许多。
供应链坦言,其实 5G 网通设备的散热技术不是问题,也并非全新的技术,也是过去两向流的物理原理,在真空腔体内,水从液体带走热量变成气体,再变成液体的过程,因此相对单纯,假设过去 4G 设备功耗为 100W,5G 可能达 200W 以上,但往往受限空间有限,因此要设计更为复杂,元件之间的连接与弹性也很重要。
散热模组当中包含鳍片、热管、热板、风扇等元件,任由客户需求设计搭配。业者强调,其实空间设计才是关键,当网通产品扣除芯片、连接器等空间,剩余的散热模组位置若很大,采用传统铝片放入,也可以达到散热效果,价格也相对低,但重点就在于,往往空间是有限的,因此需要以导电系数较好的铜、铜镀镍为主要材质,而设计上,也可以从传统太阳花鳍片,到新型态 3D 热管与热板结合的方式,就看客户本身到底需要多少瓦数、多少空间,甚至要用液冷都行。
3D 散热技术近年来散热厂陆续开发,透过热板加热管,或者热板加热板的型态制程,从传统的平面变成立体,散热的面积也就连带增加不少,腔体内水蒸气流通的范围也就增加,但当中考验散热厂的焊接技术,让真空腔体不漏水、不进水,就是关键的技术,ASP 也相对较高。
多与网通厂密切合作,开发 5G 产品
目前台湾散热厂也多少应用于网通、服务器领域,但目前也都是气冷方案,也就是两向流技术,包含热管、热板等。而所谓的网通产品应用面广泛,从机房到基站,甚至是路由器等,平均价格约落在 10 元美金左右,比起手机、笔电来得高出几倍,但总量也相对消费性电子产品相对较少。
业者举例,像是过去模组当中或许只要用 3~5 支热管,但 5G 可能需要用到更多支数,或者更大片的热板,当然每个机种空间不同,因此多采客制化的方式进行。
台湾散热模组厂来说,双鸿、超众皆与台湾网通厂配合,像是明泰、中磊、启碁等网通厂商。力致则与中国网通厂合作,今年也通过认证。业强的热管也供应给模组厂,打入基地台业务。
超众说明,今年日本电产入主后,对于业务开发更为积极,因此像是中国、欧洲等都是未来着力的发展方向,盼增加未来营运动能。
据了解,打进新网通厂客户其实并不困难,最快半年就能通过验证,开始量产,但整体而言,还是比起消费性电子产品更具信赖度,因此也有时间拉到一年以上的模式。
整体而言,散热厂有没有办法将现有两向流技术再延伸,考验各家厂商本事,当然成本控管也是关键,能否透过实际订单生产,利用参数与大数据的能力,有效改善生产良率,是否有足够资源投入网通产品,毕竟网通产品比起消费性电子产品总量小,要立即大笔挹注营收不容易,但相对跌价幅度小、订单量更稳定,这考验经营者对市场眼光,未来能否长期经营公司,营运动能是否持续的关键。
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