AI光モジュールの熱管理 — 800G / 1.6T 認定済み

お客様の背景

AIデータセンター、クラウドコンピューティングインフラ、ハイパースケールネットワーク機器向けの高速光モジュールを専門とする、グローバルな光通信およびAIインターコネクトソリューションプロバイダーです。同社の製品には、GPUクラスター、AIサーバー、高性能スイッチで使用される400G、800G、および次世代1.6T光トランシーバーが含まれます。AIコンピューティングの需要が急速に拡大するにつれて、お客様は電力密度の増加、パッケージの小型化、高密度なデータセンターラックへの大規模展開に起因する熱的な制約に直面していました。

規模：400G / 800G / 1.6Tプログラム全体で年間数百万ユニットの生産量

顧客層：ハイパースケールAIデータセンター事業者・GPUクラスターインテグレーター・AIサーバーOEM

市場背景

AIデータセンターは、400Gから800Gおよび1.6Tの光インターコネクトへと急速に移行しています。業界予測によると、世界のAI光トランシーバー市場は、AIインフラの導入加速に牽引され、2026年までに165億米ドルから260億米ドルに成長すると予想されています。

光モジュールの帯域幅が増加するにつれて、消費電力と発熱量も大幅に増加するため、熱管理はAIクラスター全体のパフォーマンスにおける重要な要素となります。

関連業界の概要： データセンターおよびAI向け熱対策ソリューション

課題

800G / 1.6T光トランシーバーの分解図 — 光キャビティからDSPパッケージ、PCBに至る内部スタックは、TIMをどこに配置する必要があるか、またどのコンポーネントが最も応力に敏感であるかを定義します。

お客様は、熱密度の上昇、パッケージ寸法の縮小、高密度ラック内部での深刻な熱蓄積という、3つの問題に直面していました。従来のサーマルパッドでは高い圧縮条件下で低い熱抵抗を維持できず、硬質の材料は光学デバイスやコンデンサに過度の機械的ストレスを与えていました。

熱対策ソリューションの設計

Ziitekは、TIF700UU 超ソフト熱伝導材料を光モジュール内部の冷却用に推奨しました。そのゲル状の柔らかさは、狭い組み立てスペースでも優れた表面追従性と低い接触熱抵抗を実現します。液体冷却の外部インターフェースには、TIC800T-ST PCM-金属複合材コンポーネントを導入し、繰り返される挿抜サイクルでの耐久性を向上させました。

コールドプレートインターフェースのクローズアップ — ホットスワップ可能な光モジュールベイ向けに設計されたTIC800T-ST PCM-金属複合材。

性能検証

試験の結果、TIF700UUシリーズはあらゆる圧縮条件下で競合他社の主力製品よりも低い熱抵抗を示すことが実証されました。70 %圧縮時、圧力値は競合材料より約10 psi低く、高感度部品への応力を低減しました。また、この材料は85 °Cで1,000時間のエージング試験後も熱劣化なく安定した性能を維持しました。

Ziitekが独自に開発した応力試験装置を使用し、組み立て時および使用時の圧力値をシミュレーションしました。TIF700UUガスケットの瞬間的および安定した圧力は、競合他社の主力製品よりも全体的に優れていました。これは、この材料が様々な高さ公差内で充填しながら、デバイスを最大限に応力から保護できることを示しています。

信頼性と製造上のメリット

超ソフトパッドの適応変形能力は、組み立て公差を補い、生産歩留まりの一貫性を向上させます。その低応力構造は、長期的な熱サイクル中のコンデンサの亀裂、ポンプアウト故障、および界面剥離のリスクを最小限に抑えます。

協力のタイムライン

協業は、小ロットでの熱検証および機械的応力試験から始まりました。Ziitekのエンジニアリングチームは、プロトタイプの統合および信頼性試験の段階で現地サポートを提供しました。評価が成功した後、お客様はこのソリューションを高速AI光モジュール向けに量産展開し、同じ材料プラットフォームがDVT（設計検証試験）段階に入る1.6Tプログラムにも採用される見込みです。

結果

お客様は、次世代AI光相互接続製品において、熱安定性の向上、光信号の劣化低減、システム信頼性の強化、そして生産に対する信頼性の向上を実現しました。