Optische Modul-Kühllösungen für KI-Rechenzentren und HPC

1. Mikrothermoelektrische Kühlung: Präzisionssteuerung

Für Laserdioden in Hochleistungs-Transceivern,Mikro-TECsSie bieten aktive, lokale Kühlung, die passive Lösungen nicht erreichen können. Diese Festkörper-Peltier-Bauelemente halten die Laser-Übergangstemperaturen innerhalb±0,1°C, die Wellenlängenstabilität und Signalintegrität gewährleistet.

Pioneer Thermals Ansatz:Unsere auf Bestellung gefertigten Micro-TEC-Designs bieten eine Kühlkapazität für 1-5W Wärmelasten und minimieren gleichzeitig den Energieverbrauch – entscheidend bei dichten KI-Einsätzen.

Wichtige Anwendungen:
• Langreichweiten-(LR/ZR)-Module, die Wellenlängenstabilisierung erfordern
• 800G/1,6T kohärente Optik
• WDM-Systeme, bei denen thermisches Übersprechen die Leistung verschlechtert

Die neuesten Micro-TECs erreichen Wärmepumpdichten bis zu43 W/cm²mit Fußabdrücken von nur 1,5 mm × 1,1 mm und fügen sich nahtlos in fortschrittliche Transceiver-Designs ein.

2. Flüssigkeitskühlung: Die hochdichte Lösung

Wenn die Luftkühlung an ihre Grenze stößt, liefert die Flüssigkeitskühlung. Kaltplattenintegration und Immersionskühlung sorgen für Wärmeleitfähigkeit20-50-mal höher als Luft, was stabilen Betrieb in hochdichten KI-Clustern ermöglicht.

Fortgeschrittene Integrationsansätze:
• Direkt-zu-Chip-Schleifen an Switch-ASICs und optischen Käfigen
• Mikrofluidische Kaltplatten, die in OSFP/QSFP-Käfige integriert sind
• Immersionskühlung für extreme Leistungsdichten (30W+-Module)

Neue flüssigkeitsgekühlte optische Module, wie Aristas XPO-Plattform, zeigen, was möglich ist – nämlich Lieferleistungen12,8 Tbps pro Modulwährend eingebaute Kaltplatten verwendet werden, um bis zu400W Leistung. Flüssigkeitskühllösungen können den Stromverbrauch des Moduls um bis zu30%Durch Silizium-Photonik-Integration werden insgesamt Energieeffizienzgewinne erreicht40%.

Pioneer Thermal unterstützt das gesamte Spektrum der Integration von Flüssigkeitskühlung – von maßgeschneiderten Kaltplatten bis hin zu Dichtungen und Schnittstellen, die auf Kompatibilität mit aufkommenden flüssigkeitsgekühlten Rack-Architekturen ausgelegt sind.

3. Fortschrittliche Luftkühlung: Die Grenzen überschreiten

Für viele 400G- und 800G-Einsätze bleibt optimierte Luftkühlung praktikabel – erfordert jedoch Präzision. Das größere Formfaktor von OSFP bietetÜberlegene thermische Kopffreiheitim Vergleich zu QSFP-DD ist es damit die bevorzugte Wahl für Hochleistungsanwendungen.

Wichtige Innovationen:
• Abgeschirmte TIMs, die gegen wiederholte Verbindungszyklen resistent sind
• Präzisionsgefräste Kühlkörper mit hoher Ebenheit für maximalen thermischen Kontakt
• Luftstromsimulation auf Systemebene zur Optimierung der Modulplatzierung

Führende thermische Gele liefern jetzt ~12 W/m·Kthermische Leitfähigkeit und Minimierung von Ölentlüftung und -ausgasung – entscheidend für die optische Reinheit in 800G- und 1,6T-Modulen.