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高柏科技以散熱模組設計服務造就供應鏈的成功整合

5G時代因為多元的使用場景而導引通信系統與設備商找到不同的發展契機,加上企業專網的應用吹起白牌化、智慧化設備的號角,台灣網通業者與電子製造產業紛紛跨足資通訊科技戰場,競逐多樣化的5G終端應用、基地台、企業專網、核心網路或雲端資料中心等各類設備商機。

高速數據傳輸助長處理器效能的提升,散熱系統的設計也同步大幅度的升級,一舉推升散熱模組市場呈現倍數成長的商機,舉Intel與AMD處理器為例,多核心處理器在更小的尺寸中塞入更多的運算單元,散熱系統的設計的挑戰扶搖直上,高柏科技(T-Global)產品處長游寶翰(Ricky Yu)先生接受專訪時表示,伴隨5G通訊邁入大規模商轉階段,支援5G技術的物聯網與基地台裝置因為熱源增加,為散熱系統解決方案商提供一個龐大的商機。

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持續累積不同領域的實戰經驗的MIT工程團隊。

多樣化的導熱材料與產品。

均溫板(Vapor Chamber)快速成為業界的新寵。

散熱要從導熱開始  熱介面材料扮演要角

高柏過去就是從材料的提供者起步,這個稱為導熱介面材料,簡稱TIM(Thermal Interface Material),其主要功用是填補兩種材料接合時所產生的微空隙及物體表面的孔洞,減少熱傳遞的接觸熱阻。

游寶翰直言,散熱要從導熱開始,從導熱膠、導熱膏等材料的供應,讓高柏快速成為電子生態鏈的重要一環,整合各種不同的散熱技術,加以組合而成為量身定製的解決方案,甚至變成終端客戶自己獨特的產品賣點,進而申請成為客戶自己的保護專利,提升客戶產品的競爭力。

高柏熟悉各種散熱與熱傳導技術,舉導熱膏為例,因為成分上所使用矽油有揮發的因素,其保固年限受到限縮,對於專業型的工業電腦裝置與系統設備而言,動輒三、五年,甚至十年的使用年限的要求,「導熱矽膠片」的開發與大量地使用成為新的主流。

此產品使用金屬氧化物如氧化鋁、氮化硼等導熱粉末與矽膠為基底,除了可良好導熱、低熱阻,也具有耐電壓效果,搭配不同補強材時,可展現不同效能,並在高度客製化的優勢下可依照客戶熱源的瓦數、目標溫度與可散熱空間等,廣泛應用各種場景因此受到業界廣大的重視。

透過持續累積不同領域的實戰經驗,高柏的工程團隊加入設計與服務,掌握客戶的需求,精準的提案,目前的當務之急在於不同的技術的活用,良好的整合計劃,創造隨著市場需求的快速崛起,高柏轉型成為散熱解決方案的供應商,業績獲得長足的起飛,藉由智慧型裝置的大量使用,物聯網應用大量湧進一般人的生活日常之後,造就輕薄短小的電子裝置大行其道,散熱系統的設計需要與時俱進。

熱導管與均溫板技術各擅勝場

今天金屬熱導管(Heat Pipe)與均溫板(Vapor Chamber)的技術躍昇成為要角,超薄型熱導管與均溫板的導熱效能皆為純鋁的近百倍,當中,熱導管技術已經是成熟的技術,近一年遇到銅金屬等原物料上漲,為了協助客戶因應疫情而產生原物料價格波動的衝擊,高柏在成本上想方設法透過截長補短的創新研發來應變,以降低客戶的負擔,這對於諸如伺服器機房以風扇、散熱片與熱導管的技術為主的設計,採取積極的回應措施。

再者,隨著5G基地台以及接續的高速閘道器的強勁成長,游寶翰指出,過去5年來用均溫板的生意機會快速推升,而且接下來後勢發展機會愈來愈大,舉5G戶外的基地台為例,由於戶外基礎設施與設備需要防水、防塵設計,密閉的特殊設計而不能開孔散熱,導熱介面材料的規格就舉足輕重。

加上厚度3、4mm的均溫板以提供良好的效益,但是仍有相當的成長空間,高柏搭配超薄型均溫板,厚度可以小於0.4mm,並領先業界研發出K值逾18W/m.K的導熱介面材料,均溫板快速成為業界的新寵,但是就成本結構上來看,均溫板會是熱導管的2.5倍之多,而且均溫板的製造良率一直是個嚴苛的挑戰,成為市場上競爭的焦點。

大量投資軟體與測試實驗設備讓客戶減少走冤枉路

由於高速資料傳輸的5G基地台,加上車聯網與大量配備的感測器及攝影鏡頭的車用控制系統與車用電子等裝置的發熱源愈來愈大,動輒250W的散熱規格個案遽升,考量效能、成本的最佳化設計,包括均溫板等先進技術的多樣化的散熱的組合設計的需求水漲船高,急需要完整的設計與測試服務的支援。

高柏從掌握日本或歐洲精良可靠的陶瓷粉末材料與配方,到散熱模組與散熱解決方案的提供一應俱全,所仰賴的就是長期累積的實務與設計經驗,游寶翰舉電腦散熱模組中,鋁板與散熱鰭片的接觸面為例,兩個拋光的金屬平面看似緊密的接觸再一起,但是研究報告中看出兩者實際可有效熱傳導的面積,只有10%以下,而讓多達90%的熱量都堆積在金屬表面上,所以每一個散熱解決方案的設計模擬,成了非常重要的設計起點。

由於散熱模組的設計依據各種不同裝置的散熱需求與整體環境的差異,需要考量各種複雜的系統參數與規格,所以系統數計透過使用專業的熱流分析軟體做完整的設計模擬,並大手筆採購包括Flotherm XT在內的軟體,建立重要設計參數(Profile)與架構,得以快速縮短設計時間。

高柏並同步使用實驗室的測試機台與測試艙(Testing Chamber)以進行實際測試,協助驗證工程設計,大量節省客戶的開發成本與時間,同時獨具隻眼的提出多個設計方案,並且幫助供應鏈提前布局終端客戶未來的產品設計。

今天高柏的客戶群已經涵蓋了工業電腦、車用電子、NB、顯示面板、LED智慧照明裝置、網通系統、物聯網等相關產業,下一階段的5G應用、電池、儲能與電動車產業,更是高柏積極參與供應鏈重要的一環,其所憑藉的就是讓客戶減少走了冤枉路,並創造源源不斷的商機。

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