山口東京理科大学とロータス、液浸冷却向けTIM評価技術を確立

山陽小野田市立山口東京理科大学とロータス・サーマル・ソリューションは、液浸冷却環境で熱界面材料（TIM）の接触熱抵抗を連続測定する技術を確立しました。
生成AIやHPC向けデータセンターで高発熱化が進むなか、冷却液への曝露や温度・圧力によるTIMの熱性能変化をリアルタイムに把握できます。
両者は日本液浸コンソーシアムを通じた実証・標準化と、NEDOの支援による劣化メカニズムや寿命予測の研究を進めます。

記事の概要

今回の技術は、冷媒中に浸漬したTIMで接合した模擬熱源と模擬冷却器の間に熱流束を与えます。
接合部の温度差と熱流束を測定し、TIMを含む界面の熱抵抗を連続的に算出します。
これにより、冷媒への曝露、温度、圧力などによって熱抵抗が時間とともに変化する様子を把握できます。
従来は試験前後の状態観察や重量変化から推定することが多かったTIMの変化を、実際の熱性能で評価できます。
TIMの膨潤、溶出、流動、界面状態の変化が接触熱抵抗に与える影響も定量的に評価できます。
本技術は、一般社団法人日本液浸コンソーシアムを通じて実証と評価方法の標準化を進めます。
NEDOの「官民若手研究者発掘支援事業（若サポ事業）マッチングサポートフェーズ」に採択されており、今後は劣化速度の定量化や寿命予測モデルの構築を目指します。

記事のポイント

1. 熱抵抗を連続測定： 液浸環境でTIMに熱負荷を与え、接合部の温度差と熱流束から熱抵抗を算出します。
2. 実際の熱性能を評価： 冷却液や温度・圧力によるTIMの状態変化が、熱性能へ及ぼす影響を定量化できます。
3. 標準化と寿命予測へ： 日本液浸コンソーシアムで実証・標準化を進め、NEDO支援で寿命予測技術を研究します。

このニュースがもたらす影響

• 液浸導入企業： 冷媒や温度・圧力の影響を熱抵抗の時系列で確認できるため、部材選定や長期運用の判断で、試験前後の観察だけに頼らない評価計画を早期に組み込む必要が生じそうです。
• TIMメーカー： 膨潤や溶出、流動などの状態変化を熱性能と結び付けて示せるため、製品開発では液浸条件を含む耐久データと、寿命予測につながる説明の整備が求められそうです。
• 標準化関係者： 実証と評価方法の標準化が進めば、液浸冷却の部材比較や熱設計で共通条件を使える可能性があります。導入側と供給側は、評価指標の整合を早めに検討する必要がありそうです。

このニュースの背景

生成AIやHPCの普及により、データセンターではCPU・GPUの高性能化と高発熱化が進んでいます。
液浸冷却では、半導体と冷却部材の間にあるTIMが冷却液、温度変化、熱負荷の影響を長期間受けるため、熱性能と信頼性の把握が課題になっています。
従来は試験前後の状態観察や重量変化からTIMの変化を推定することが多く、使用中の接触熱抵抗を連続測定する手法が求められていました。

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