ChemiCon goes AI

Erfolgreiche Entwicklung der branchenweit ersten Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren, die mit der "Flüssigkeits-Tauchkühlung" von Servern kompatibel sind

Nippon Chemi-Con, ein führender Hersteller von elektronischen Bauteilen, hat die weltweit ersten Aluminium-Elektrolytkondensatoren vorgestellt, die speziell für den Einsatz in KI-Servern mit Flüssigkeitskühlung (Liquid Immersion Cooling, LIC) entwickelt wurden. Diese Innovation markiert einen bedeutenden Fortschritt für die IT-Infrastruktur, insbesondere für datenintensive Anwendungen wie generative KI, digitale Transformation (DX) und autonomes Fahren. Die neuen Kondensatoren sind ab sofort als Testmuster erhältlich, die Serienproduktion ist für 2025 geplant.

Herausforderungen der KI-Server

Mit der rasanten Verbreitung von KI-Technologien steigt der Energieverbrauch moderner Server erheblich. Während herkömmliche Serverracks in Cloud-Datenzentren maximal etwa 10 kW verbrauchen, benötigen High-Performance-Computing (HPC)-Systeme für KI-Anwendungen oft über 20 kW, in Einzelfällen sogar mehr als 100 kW. Dies führt zu einer enormen Wärmeentwicklung, die effiziente Kühlmethoden erfordert. Flüssigkeitskühlung hat sich als überlegene Alternative zu herkömmlichen Luftkühlsystemen etabliert, da sie die Energieeffizienz (Power Usage Effectiveness, PUE) deutlich verbessert.

Innovation in der Kühlung

Die neuen Kondensatoren von Nippon Chemi-Con wurden speziell für die Immersion in Kühlflüssigkeiten entwickelt und getestet. Zu den geprüften Kühllösungen gehören Fluorverbindungen wie 3M FC-40 sowie Kohlenwasserstoffe wie Shell S3X und ExxonMobil SpectraSyn Max3.5. Langzeittests haben bestätigt, dass die neu gestalteten Gummidichtungen das Eindringen von Kühlflüssigkeiten in die Kondensatoren verhindern, wodurch die Lebensdauer der Bauteile erheblich verlängert wird. Herkömmliche Dichtungen zeigten bei solchen Tests oft Schwächen wie Schwellungen oder gar teilweises Auflösen, während die neuen Dichtungen (Patent angemeldet) keinerlei Veränderungen aufwiesen.

Vielseitige Produktpalette

Die neuen Kondensatoren sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich, um den unterschiedlichen Anforderungen moderner KI-Server gerecht zu werden:

• PXL-Serie (SMD, leitfähiges Polymer): Für den Einsatz in Grafikkarten und Mainboards, speziell für Flüssigkeitskühlung, mit einer Garantie von 5.000 Stunden bei 105 °C.
  
  
• PSL-Serie (Radial, leitfähiges Polymer): Ebenfalls für Grafikkarten und Mainboards, mit identischen Spezifikationen wie die PXL-Serie.
  
  
• HXU-Serie (SMD, Hybrid): Dichtung aus Verbundwerkstoff, geeignet für Öl- und Flüssigkeitskühlung sowie vibrationsresistent bis 40G. Garantiert für 6.000 Stunden bei 125 °C/135 °C, ideal für KI-Server und die Automobilindustrie.
  
  
• MHU-Serie (SMD, Aluminium-Elektrolyt): Ähnlich wie die HXU-Serie, mit 5.000 Stunden Garantie bei 125 °C.

• KZU-Serie (Radial, Aluminium-Elektrolyt): Dichtung aus Verbundwerkstoffen, geeignet für Öl- und Flüssigkeitskühlung. Garantiert für 6.000 Stunden bei 105 °C, ideal für KI-Server.

• KHU-Serie (Snap-In, Aluminium-Elektrolyt): Unterstützt Spannungen bis 500 V und große Kapazitäten bis Bechergröße 100L (mm), mit optionaler Ölbeständigkeitsbehandlung. Garantiert für 3.000 Stunden bei 105 °C.

Diese Produktpalette deckt Anwendungen von der Primärseiten-Glättung bis hin zu CPU und GPU ab und bietet Lösungen für verschiedene Anforderungen in KI-Servern, Automobil- und Industrieanwendungen.

Umweltfreundlichkeit und Zukunftsperspektiven

Der steigende Energieverbrauch von Datenzentren stellt eine globale Umweltherausforderung dar, insbesondere im Kontext der weltweiten Bemühungen um CO₂-Neutralität. Durch die Unterstützung von Flüssigkeitskühlung tragen die neuen Kondensatoren von Nippon Chemi-Con dazu bei, die Energieeffizienz von Datenzentren zu verbessern. Die Zusammenarbeit mit führenden Kühlflüssigkeitsherstellern wie 3M, Shell und ExxonMobil unterstreicht das Engagement des Unternehmens für innovative Lösungen.

„Unsere neuen Kondensatoren sind ein entscheidender Schritt, um die Herausforderungen der modernen IT-Infrastruktur zu bewältigen“, erklärt ein Sprecher von Nippon Chemi-Con. „Wir freuen uns, Testmuster für interessierte Kunden bereitzustellen und die Serienproduktion im kommenden Jahr zu starten.“

Fazit

Mit den neuen Aluminium-Elektrolytkondensatoren setzt Nippon Chemi-Con einen Meilenstein in der Entwicklung von Bauteilen für KI-Server. Die Kombination aus innovativer Dichtungstechnologie, Kompatibilität mit modernen Kühlflüssigkeiten und einer breiten Produktpalette macht diese Kondensatoren zu einer zukunftssicheren Lösung für die wachsende Nachfrage nach leistungsstarken, energieeffizienten Datenzentren.

 

Zusatz Thermische Kühlung

40-50 % des Stromverbrauchs eines Rechenzentrums entfallen auf die Kühlung, und eine effiziente thermische Kühlung trägt zur Senkung des Stromverbrauchs und damit auch der CO2-Emissionen bei.

Die Kühlung lässt sich grob in Luftkühlung und Flüssigkeitskühlung (allgemein als Wasserkühlung bezeichnet) unterteilen. Insbesondere die Wasserkühlung wird aufgrund ihrer hohen Kühleffizienz weiter entwickelt, und in den letzten Jahren wurde die Flüssigkeitskühlung (Cold Plate) in der Praxis eingesetzt, während die Flüssigkeitstauchkühlung derzeit als Zukunftstechnologie entwickelt wird.

Flüssigkeitskühlung (Cold Plate)

Hierbei handelt es sich um eine Methode der Kühlung durch Zirkulation von Kühlmittel in Rohren. Elektronische Bauteile und Kühlmittel kommen durch Rohre und Kühlkörper in Kontakt, so dass kein direkter Kontakt zwischen ihnen besteht.

Kühlung durch Eintauchen in Flüssigkeit - Liquid Immersion Cooling

Bei dieser Methode wird das gesamte Gerät mit den elektronischen Bauteilen durch Eintauchen in ein isolierendes und inertes Lösungsmittel gekühlt. Da das Kühlmittel direkt mit den elektronischen Bauteilen in Berührung kommt und in das Innere eindringt, müssen Fragen wie die langfristige Zuverlässigkeit geprüft werden.