12.8T迈向25.6T，XPO光模块散热如何跟上？

来源：世强硬创

你敢信？ 12.8T XPO 还没大规模商用， 25.6T XPO 就已经来了。

在最近的一次技术会议上，Arista披露了XPO MSA的下一代技术路线：单通道速率计划从200G提升至400G，单模块带宽有望直接翻倍。



过去常用的导热凝胶，在部分高热流密度场景下已经逐渐面临性能瓶颈。想进一步提高导热能力，同时兼顾芯片贴合和低应力，就需要新的材料。



图为超高速光模块、交换机的高热流密度器件

这款石墨烯导热垫片，就是其中一个选择。

它通过特殊工艺形成纵向连续的导热通道，纵向导热系数最高可达130W/m·K，热阻低于0.06℃·cm²/W。


图为石墨烯垫片

除了超高导热，它还有一个关键优势：低应力设计。

压缩量最高可达70%，压缩应力不超过50psi。即使面对大面积芯片翘曲，也能更好地贴合接触面，减少界面热阻，同时降低对芯片的机械应力。

而且，它还具备高回弹、无硅油挥发、不掉屑等特点，经过高温高湿老化及冷热冲击测试，依然能保持稳定的导热性能。

目前，这类石墨烯导热垫片已有光模块客户的批量应用案例，也在给头部芯片企业供货。


图为导热凝胶

当然，传统导热凝胶也有它的应用价值。像这款高导热凝胶，导热系数已经做到15W/m·K，热阻低于0.19℃·cm²/W。除了超高导热，它的另一个关键优势就是低BLT，胶层厚度可以做到150微米以内，减少热量通过界面时的传导阻力。

目前，这款导热凝胶已有Meta等国际大客户的批量应用案例。


图为导热凝胶使用过程示意

不过，不管是石墨烯垫片还是导热凝胶，都只是把芯片上的热量传递出去。

接下来，怎么把热量快速带走？

这就需要液冷板。


图为液冷板框架拆分示意图

这款液冷板来自XPO MSA联盟成员企业，针对XPO模块的散热需求，它支持100W到400W的模块散热设计。

同时采用精密微流道铲齿工艺，齿片厚度和间隙最小都能做到0.15毫米，在有限空间内增加换热面积，提高冷却液的换热效率。

液冷板厚度最小还可以做到2毫米，适合空间紧凑的高密度模块设计。

除了液冷板，还有配套的Mini UQD水冷快接头。

它最重要的两个特点，就是耐久性和密封可靠性。


图为水冷快接头

快接头经过500次耐久性测试，氦泄漏率不超过10的负5次方毫巴升每秒，能够满足液冷系统对反复连接和密封性能的要求。

同时，它还支持盲插，具备正负0.5毫米的径向补偿能力，能够适应一定的装配偏差。

从石墨烯导热垫片、高导热凝胶，到微流道液冷板和快接头，世强可以提供多种散热材料与关键器件。



世强开放实验室还能提供热设计与仿真服务，覆盖风冷、液冷等不同方案，帮助企业根据模块功耗、结构和散热要求，完成从芯片到模块的整体热设计。