AIサーバー、GPU、HPCコンピューティング向けカスタムヒートシンク
Richconn 製造 AIサーバー用カスタムヒートシンク NVIDIA H100空冷設計からB200およびGB200液冷プレートベースまで、700Wから1,400WのGPU熱容量に対応するCNC加工の銅およびアルミニウム製熱ソリューションを提供しています。当社は、銅製ベース、アルミニウム製フィンスタック、コールドプレートハウジング、そして1kWチップが接合部温度内に収まるかどうかを決定するインターフェース機能など、あらゆる熱スタック内部の精密加工部品を取り扱っています。
- ベース平面度は±0.01mmに維持されています。
- Cu / Al / Cu+Al ハイブリッド構造
- Cu / Al / Cu+Al ハイブリッド構造
- 複雑なフィン形状に対応する5軸CNC加工機
GPU TDPは 7年間で3倍に増加
AIアクセラレータの熱設計電力は、H100 → B200 → B300世代にわたって約3倍に増加しました。下のグラフは、その推移と、H100で機能していた空冷設計がB200では機能しなくなる理由を示しており、すべてのサーバーOEMおよびインテグレーターが熱設計スタックの再設計を余儀なくされている理由を説明しています。
ハードウェアエンジニアにとって、これは何を意味するのでしょうか。ヒートシンクはもはや仕上げ部品ではなく、サーバーの信頼性を左右する決定的な要素となったのです。ベースの平坦性、材質の選択、フィン形状、そしてTIM（熱伝導グリス）の適合性によって、1kWチップが持続的な負荷下でも接合部温度の制限内に収まるか、あるいはスロットリングを起こして処理完了時間を15～25%も低下させるかが決まるのです。
放熱機能 一目で
熱設計エンジニアと調達チーム向けの簡単な能力チェックです。これらは、当社がAIサーバーのヒートシンクに日々適用している材料、プロセス、公差、および検査方法です。
C1100 ETP · C1020 OFC）、アルミニウム（6061-T6 · 6063-T5 · 1060）、真鍮（まれな低コスト用途）Ra 0.4–0.8 µm （嵌合面）、図面通りのフィン形状、GD&Tによる穴位置1,000 × 500 mm フットプリント・フィン高さ最大 180 mm （CNCフライス加工）・アスペクト比最大 15:1 CNC切削加工されたフィン（スキビング加工により高さが向上）とは AIサーバー専用のヒートシンクをお探しですか？
AIサーバー用ヒートシンクは、GPU、CPU、またはアクセラレータに取り付けられる受動的な熱部品で、ダイからフィン構造に熱を伝導し、そこで空気または液体冷却剤に熱を伝達します。デスクトップ用ヒートシンクとは異なり、「AIサーバー」とは、350W（A100）から1,400W（B300）までのプロセッサにおいて、時折のバーストではなく、TDPと同等またはそれに近い電力を数時間にわたって持続的に消費することを意味します。
この文脈における「カスタム」ヒートシンクとは、特定のサーバーの機械的形状、チップのフットプリント、エアフローの方向、取り付けパターン、および目標接合部温度に合わせて設計された部品を意味します。市販のヒートシンクは、(a)チップパッケージとBGAピッチが常に変化していること、(b)1U/2U/4Uシャーシによってフィン高さの制約が異なること、(c)ハイパースケールOEMが独自のファンカーブとレール間隔を指定していることなどの理由から、現在のAIサーバー設計に適合することはほとんどありません。
AIサーバープログラム向けに当社が機械加工を行う際の代表的な注文例を3つご紹介します。
- 空冷式タワー型またはフィン付きブロック型ヒートシンク 350～800WのGPU/CPU向け - 銅ベースに接着またはCNC加工されたアルミニウムフィンを取り付け、特定の2U/4Uエアフロー範囲に合わせて設計。
- 液体冷却プレートベース 700～1,400Wのチップ直結冷却用 — CNC加工された銅または銅ニッケルメッキの本体、冷却液キャビティ内部にフライス加工またはスキビング加工されたマイクロフィン
- ハイブリッド銅ベース＋アルミフィンヒートシンク（ヒートパイプスロット内蔵） ベース、フィンブロック、パイプチャンネルの機械加工は弊社で行います。ヒートパイプの挿入はお客様または提携工場が行います。
私たちはどうやって 各タイプのヒートシンクを作成する
ヒートシンクの構造には主に4つの方法があります。それぞれに利点がありますが、AIサーバーの電力密度においては、最適な選択は熱流束、設置面積、フィン密度、そして液体冷却プレートが必要かどうかによって決まります。以下に、各方法の長所と短所を示します。 Richconn はまる。
CNC機械加工ヒートシンク
ベース、フィンブロック、取り付け部、ケーブルチャンネルなど、ヒートシンク全体を銅またはアルミニウムの単一ブロックから削り出します。ベースとフィンは同一の基準面を共有するため、接着式やジッパーフィン構造に存在するベースとフィンの間の熱界面が不要になります。試作品、少量生産、複雑な形状、コールドプレートハウジングに最適です。
スカイブフィンヒートシンク
精密な刃が、銅またはアルミニウムの塊から極薄のフィンを一度に削り出します。その結果、ベースとフィンの接合部がゼロで、アスペクト比が最大30:1という一体構造が実現します。これはCNCフライス盤では不可能なことです。スペースが限られた場所での高密度強制空冷に最適です。
接着式／ジッパーフィン式ヒートシンク
薄くプレス加工または押出成形されたフィンは、別々に機械加工されたベースに機械的に固定されるか、熱的に接着されるため、スキビング加工やCNC加工よりも背が高く薄いフィンを形成できます。ただし、フィンとベースの間には熱界面が存在するため、同じ外形寸法の一体成形部品よりも熱抵抗が高くなります。
アルミニウム押出成形＋CNC加工仕上げ
アルミニウム6063をプロファイルダイを通して押し出し成形し、ベースとフィンの断面を形成した後、CNC加工により取り付け穴、カスタム外形、精密なベース表面を追加します。金型費用は通常5,000個以上の生産量で償却されます。押し出し軸に沿って一定の直線フィン形状に限定されます。
Richconnのコアコンピタンスは 精密CNC加工ベース、コールドプレートハウジング、カスタムフライス加工されたフィン形状、ハイブリッドCu-Al構造、および平面度/Ra仕様に準拠した仕上げ。スキビング、深押し出し、真空ろう付け、およびヒートパイプ挿入は、厳選されたパートナーワークショップで製造されるか、お客様の社内プロセスで実行されます。この範囲については事前に明確にお伝えしますので、お客様はどこまで対応できるかを正確に把握できます。 Richconn 付加価値を生み出し、別のサプライヤー、あるいは当社が連携するパートナーが作業を行う場所。お客様のプロジェクトで完全な熱サブアセンブリが必要な場合は、当社がパートナーとの工程を最初から最後まで管理し、完成品を出荷いたします。
銅 vs. アルミニウム vs. ハイブリッド構造
ヒートシンクの熱性能、ひいてはコストと重量に最も大きな影響を与えるのは、材料の選択です。AIサーバーエンジニアにとって、選択肢は3つの構造に絞られます。以下の数値は、それぞれの構造が持つ性能を数値化したものであり、マーケティング上の誇張ではありません。
オールアルミニウム
オール銅
銅ベース＋アルミニウムフィン
ヒートシンクの種類 AIサーバー向けマシンを開発しています
当社がAIサーバー、HPC、アクセラレーターカードのOEM向けに製造している代表的な部品カテゴリーをご紹介します。実際の写真と検査データは、NDAに基づきプロジェクトごとに共有いたします。
銅ベース＋アルミニウムフィンブロック
コールドプレートベース
オールアルタワー／ブロックシンク
HP対応ベース＋フィンブロック
OSFP / QSFP-DD シンク
1U / 2Uサーバー用ヒートシンク
マイクロチャネルコールドプレート
Jetson / Edgeモジュールシンク
レンダリング画像は概略図です。実際の写真およびCFD/検査データは、機密保持契約に基づきプロジェクトごとに共有されます。
公差と仕様 生産中
CNC加工は、単体部品であれば極めて厳しい仕様を維持できます。しかし、サーバープログラムにとって重要なのは、CMMとプロファイルメーターの記録に基づき、バッチ生産において安定した精度を維持することです。以下の数値はバッチ生産値であり、最良のケースではありません。
| 製品仕様 | Richconn 保持しています | AIサーバーにとってなぜ重要なのか |
|---|---|---|
| 底面の平坦度（嵌合面） | ±0.01 mm 交尾エリア全体にわたって | TIMの厚さの均一性を直接的に制御し、熱界面抵抗Rth_intを向上させます。平坦でないベースは、ダイ界面で絶縁体として機能するエアギャップを生成します。 |
| ベース表面の粗さ | Ra 0.4～0.8µm | 表面粗さ（Ra）が低いほど、TIM（熱界面）の接着層の厚みが薄くなり、熱接触が改善されます。表面が粗すぎると、TIMを厚くする必要があり、抵抗値が増加します。 |
| フィンピッチ（CNC加工） | 1.5〜5 mm | ピッチを狭くすると表面積は増えますが、圧力損失と粉塵負荷のリスクが高まります。お客様の気流範囲に合わせて最適なピッチを設定します。 |
| フィンアスペクト比 | 最大15:1（CNC加工）・最大30:1（スキビング加工、パートナー加工） | アスペクト比を高くすることで、固定された設置面積内により多くの表面積を確保できる。シャーシが固定され、チップの性能が向上した状況では、これが唯一の進むべき道だった。 |
| 穴／ボスポジション | ±0.02 mm GD&T | GPUパッケージの取り付けパターンに適合させる上で非常に重要です。位置誤差は複数の取り付け箇所で累積します。 |
| 全体を覆うエンベロープ | 最大1,000×500mm、フィン高さ最大180mm | GPU/CPUヒートシンク、アクセラレータカード用ヒートシンク、ラックレベルのコールドプレートを対象としています。 |
| 材料認証 | 銅/アルミニウムの各バッチごとにミルサーティフィケート | 熱伝導率は合金の純度に依存します。化学組成と機械的特性が記載されたミル証明書があれば、予期せぬ事態を防ぐことができます。 |
ヒートシンクごとの検査フロー
材料とFAI
ロットの出荷前に、製粉所の証明書確認と、図面との照合による初回品のCMM検査を実施する。
ベース平面度
接合面全体にわたる表面形状測定器／ダイヤルゲージ。合格基準：±0.01 mm。
形状と仕上げ
CMM寸法測定装置、フィン形状測定用光学プロジェクター、重要表面のRa値測定装置。
最終OQC
外観検査、バリ取り/洗浄確認済み、マスキング確認済み、FAI+ロットレポート付きで梱包済み。
サーバーOEMがなぜ 選択する Richconn ヒートシンク加工用
6つの具体的な理由――それぞれが、当社が実際に熱関連製品のお客様のために行っている業務に基づいています。当社は自社の強みを誇張することはありません。当社は、ヒートシンク製造における加工工程に特化した精密CNC加工工場であり、その他の工程はすべて当社が調整します。
ベースフラットネスは仕様全体であるかのように重視しています
ヒートシンクに関しては、ほぼ完璧と言えるでしょう。当社では、ダイヤルゲージだけでなく、表面形状測定器を用いてすべてのヒートシンクの接合面を測定し、ロットごとに結果を記録しています。接合面全体で±0.01mm以内が生産基準であり、最良のサンプルではありません。
銅とアルミニウムで同等の快適さ
多くのCNC加工工場はアルミニウム加工を専門としており、銅は工具に詰まりやすくバリ取りが難しいため、銅加工を避けています。当社では、C1100/C1020銅専用の工具と切削屑制御戦略を採用しているため、冷間加工プレートベースや銅ベースのハイブリッド加工品は、機械加工後すぐに仕上げ加工に取り掛かれる状態になります。
私たちはあなたの熱仕様書を読みます、図面だけではなく。
TDP、周囲温度、およびエアフローの仕様をお送りいただければ、当社のエンジニアが、図面上では問題なさそうに見えても、熱性能を損なっているフィン密度、ベース厚、またはボス位置などの設計上の問題点を指摘いたします。すべてのお見積もりに無料のDFM（設計製造性評価）サービスが付属します。一切の義務は発生しません。
私たちは、何をしていないかをお伝えします
スキビング、真空ろう付け、ヒートパイプ挿入、ベーパーチャンバー組立――これらの工程は、厳選された提携工場に委託しており、その旨を弊社が明示します。提携工場での工程がお客様のご依頼内容に含まれる場合は、弊社が調整を行い、完成品を出荷いたします。出所不明の工場に内緒で下請けに出すようなことは一切ありません。
5日間で試作品を完成させ、量産準備完了
標準的な銅／アルミニウム製シンクの試作品の納期は5～10営業日です。10～500個の試作ロットで工程を検証します。量産は月間500～5,000個以上の規模で、安定したセットアップ、文書化された初回製品検査（FAI）、およびISO 9001準拠のロットトレーサビリティで実施されます。
材料証明書および検査記録（全ロット）
銅およびアルミニウムの各ロットごとにミル証明書が付属します。すべてのFAI（初回製品検査）について、CMM（三次元測定機）とプロフィロメーター（表面形状測定器）の記録が提供されます。ロットのトレーサビリティ（バッチ、機械、オペレーター、日付）は3年間保管されます。ハイパースケーラーやOEMプログラムが必要とするドキュメントは、お客様からの問い合わせなしに提供されます。
引用方法 カスタムAIサーバー用ヒートシンク
デザインをお送りいただいても、ご注文の義務は発生しません。ファイルのアップロード前に、ご要望に応じて秘密保持契約（NDA）を締結いたします。正確なお見積もりを2営業時間以内にお届けするには、以下の手順に従ってください。
図面または熱仕様書を送付してください
DFMレビュー
引用
試作
パイロットおよび承認
生産と出荷
ファイルのアップロード前に必ず秘密保持契約（NDA）を締結します。これはAIサーバーOEMやハイパースケーラーのプログラムにおける標準的な手順です。
AIサーバー用ヒートシンク -よくある質問
熱工学技術者や調達チームが最もよく尋ねる質問とその回答をまとめました。それぞれの回答は、マーケティング目的ではなく、意思決定に役立つ詳細情報を提供することを目的としています。
01区AIサーバー用のカスタムヒートシンクとは何ですか？+
02区御社のヒートシンクは、どのGPUに対応していますか？+
03区銅とアルミニウム、どちらをAIサーバーに使うべきか？+
04区あなたはどのくらいの底面の平坦度を維持していますか？また、なぜそれが重要なのでしょうか？+
05区チップを直接冷却するための液体冷却プレートを製造できますか？+
06区スキブドフィン型または押出成形型のヒートシンクは製造していますか？+
07区ヒートパイプやベイパーチャンバーの統合に対応できますか？+
08区接合面にはどのような表面仕上げを指定すればよいでしょうか？+
09区納期はどのくらいかかりますか？+
10区機密保持契約（NDA）に署名して、当社のデザインを保護してくれますか？+
11区どのような検査報告書を提供していますか？+
12区図面のみ、または熱仕様書も一緒に依頼するにはどうすればいいですか？+
AIサーバーが依存する熱処理ジョブをお送りください
ヒートシンクの図面または熱仕様書をアップロードしてください。当社のエンジニアが2営業時間以内に、製造可能な設計案と見積もり、および無料のDFM（製造性設計）に関するフィードバックをお送りします。一切の義務は発生せず、ご要望に応じて秘密保持契約（NDA）を締結いたします。お客様の設計情報は厳重に管理されます。