AI GPU 功耗衝上 3,000W：Rubin 世代散熱、MCL 技術與供應鏈洗牌關鍵解析

AI 散熱技術升級關鍵在哪？水冷板爆發、MCL 長線受惠，哪些概念股正全面點火

【我們想讓你知道】 生成式 AI 模型加速進化，AI 晶片電晶體堆疊不斷提高，使功耗（TDP）呈現指數型攀升。傳統氣冷架構已達瓶頸，水冷板成為主流散熱方案，而 MCL 則被視為下一世代關鍵技術。 生成式 AI 帶動模型參數量暴增，算力需求快速上升，AI 晶片為了支撐運算量，電晶體持續堆疊，直接推高 TDP（熱設計功耗）。以輝達（ Nvidia ） GPU TDP 演進來看，Ampere 世代（ A100 ）的功耗約 400～500W（瓦），Hopper（ H100、H200 ）提升至 700W，Blackwell（ B100、B200、GB200 ）已經來到 1,000～1,200W，而 Rubin 則預期將超過 2,000W。 在這樣的功耗水準下，傳統氣冷散熱就算加大鰭片並搭配高速風扇，依舊無法穩定壓制千瓦級晶片溫度，因此 Blackwell 已開始導入水冷板（ Cold Plate ），成為目前最主流的散熱方式。 千瓦級功耗推升散熱需求 水冷板成為當前主流方案 水冷板的工作原理是，晶片熱能先經封裝蓋與導熱材料傳遞到水冷板，再由冷卻液帶走熱量，之後透過熱交換器降溫後循環回流，如此構成封閉冷卻系統。 在散熱能力方面，水冷板的解熱上限約落在 2,500～3,000W，足以支撐 Rubin GPU 以上等級的產品，但若 Rubin Ultra 的 TDP 超過 3,000W，將需要導入更新一代的散熱技術。 隨著水冷板的普及，岐管（ Manifold ）與快接頭（ UQD ）需求也同步上升，其中岐管負責將冷卻液分配至各水冷板，快接頭則提供水管快速拆裝、便於維護。 多家車用零件廠已跨入相關散熱領域，UQD 由 濱川(1569)、宇隆(2233)、智伸科(4551) 等廠商切入，岐管則由 劍麟(2228) 開發；台廠當中，奇鋐(3017) 是水冷板的領導者，為 Nvidia Blackwell GPU 水冷板主要供應商，Blackwell 市占率預期可超過 50%，並有望在 2026 年受惠於 Blackwell 與雲端服務供應商（ CSP ）客製化晶片（ ASIC ）的大量出貨。 TDP 跨入 3,000W 時代 MCL 散熱技術受矚目 在 Rubin TDP 被估計將超過 2,000W、Rubin Ultra 更可能超過 3,000W 的情況下，傳統水冷板的散熱能力正逐步逼近極限，因此市場開始關注微通道蓋板冷卻技術（ Microchannel Lid，簡稱 MCL ）解決方案。 MCL 的設計是將水道微細化到約 20～300 微米（μm），遠小於傳統水冷板中約 1～3 公分的水道，並與裸晶（ Die，未封裝前的晶粒）直接整合，藉此省去中間的導熱介面，大幅提升熱傳效率。 就技術開發現況來看，奇鋐(3017)、雙鴻(3324)、健策(3653) 均已投入 MCL，其中 健策(3653) 的進度相對最快，但目前仍處於試產驗證階段，尚未真正量產。 由於 MCL 與封裝需深度整合，範圍包含均熱片、封裝蓋板與水冷結構，因此必須由晶圓廠、封裝廠與散熱廠共同開發，導致其開發週期明顯長於傳統散熱材料，短期內技術不易量產，未來晶片的實際採用時程尚不明朗。 整體來看，AI 晶片 TDP 持續飆升，推動水冷板進入快速普及期，Blackwell、Rubin 等千瓦級 GPU 帶動散熱需求高度成長，而水冷板目前的解熱能力足以支撐 2,500～3,000W，成為現階段主流方案，同步也推升岐管與快接頭需求，讓車用零件廠得以跨足散熱新市場。 其中 奇鋐(3017) 在水冷板出貨上居於領先地位，Blackwell 市占率可望超過 50%，再加上 MCL 被視為下一世代關鍵散熱技術，台廠已有多家公司投入研發，有望在長線上受惠。 不過從風險面來看，目前 MCL 技術仍停留在試產階段，短期內要達成量產並不容易，而隨著未來 GPU 功耗突破 3,000W，現有水冷板可能逼近散熱上限，必須仰賴新技術接棒；此外，MCL 的導入高度仰賴晶圓廠、封裝廠與散熱廠之間的協同合作，開發週期明顯拉長，也讓技術實際導入速度充滿不確定性。 （圖片來源：Shutterstock 僅示意／內容僅供參考，投資請謹慎為上） 文章出處：《Money 錢》2025 年 12 月號