隨著生成式 AI 帶動算力需求暴增，硬體基礎建設正逐漸成為限制 AI 發展的下一道瓶頸。
當單顆 AI 晶片功耗從過往的 600W 一路攀升至 1.2kW，傳統風冷已難以負荷。如何在高溫下維持系統穩定運作，也成為資料中心、NVIDIA、台積電等科技巨頭共同面臨的難題。
看準這場從「算力」延伸至「熱管理」的產業趨勢，來自台科大機械系的新創團隊科雁（CreAlien），正試圖從「氣液相變」的冷卻技術切入，打造成本更低、部署更快的新一代 AI 資料中心散熱方案。
氣冷、液冷？現今散熱方案的瓶頸
目前主流資料中心多採用氣冷（Air Cooling）或單相液冷（Single-Phase Cooling）技術。但隨著 AI 晶片熱功耗持續提升，這些散熱方案也逐漸逼近物理與成本極限。
其中，最普遍的氣冷系統受限於風扇轉速與環境溫度，不僅噪音高，能源使用效率（PUE）通常也停滯於 1.5 至 2.0 之間。換句話說，每花 1 塊錢的電費讓伺服器算 AI，就要額外再花 0.5 到 1 塊錢幫這些設備吹冷氣、轉風扇，而帶來龐大的耗電與維護成本。
另一方面，較具規模的資料中心雖已開始導入液冷架構，但現行主流的水冷散熱背板（Cold Plate）多屬於單相液冷，仍需大量、高速的液體循環換熱，因此十分仰賴大型冰水機（Chiller）、壓縮機，以及冷熱通道等複雜的管路系統。
這不僅推升了驚人的初期建置成本（CapEx），也限制了資料中心部署的彈性。
氣液雙相冷卻的效率革命
相較於上述架構，科雁則選擇跳脫既有液冷的設計，開發「純水兩相冷卻（Water Two-Phase Cooling，W2PC）」技術。
其核心概念，是透過「真空負壓」設計，在系統內部打造低壓循環環境，讓熱不再只是依靠液體流動來帶走，而是透過「汽化」被載離晶片表面。
這樣的原理有點類似高山煮水，由於山上氣壓較低，水不需要到 100°C 就能沸騰，而科雁就是把這個原理搬進機房，透過真空環境，將水的沸點降低至約 45°C。因此當晶片開始發熱，水冷板中的純水便會迅速汽化，轉為蒸氣形式帶走大量熱能。
相較於傳統單相液冷，這種「相變散熱」的吸熱效率可提升 10 至 20 倍，也不需要高流量的水，就能達到同等的散熱效果。
「傳統單相水冷每千瓦功耗約需 1.2 LPM 流量，科雁系統則僅需約 0.4 LPM，不到三分之一就能完成相同散熱效果。」科雁執行長韋經智（首圖）說。
而低流量設計帶來的優勢，不只是節能。
由於科雁的 W2PC 散熱系統不需要大量、高速的水流，因此更能在有效降低幫浦能耗、減輕管路壓力的同時，減少漏液而損害設備的風險。
也因為系統可在常溫環境下運行，企業無需額外配置冰水機、冷卻水塔或大規模的改建管路，大幅降低了整體散熱系統的成本。
模組化、隨插即用的散熱系統
除了節能效率外，科雁也試圖解決散熱系統「難部署」的問題。
科雁的 Ｗ2PC 散熱系統採用模組化設計，機組高度僅 2U（約9公分），使系統能夠像一般的伺服器一樣，直接安裝在現有的標準機櫃中。
對於總功耗在 20 kW 以內的機構，系統可直接對空氣散熱，因此只要將機櫃推入指定位置並插電即可使用。這對缺乏大型機房建設能力的中小企業、研究單位或醫療機構而言，大幅降低了導入門檻與建置時間。
面對超過 1MW 高功耗大規模的部署需求時，系統也能連接冷卻水塔，與既有的液冷設備無縫接軌，並提供機架式（In-rack）與列式（In-row）CDU 系統，以對應更大量的算力堆疊需求。
憑藉著「隨插即用」的競爭優勢，科雁規劃將從中小型資料中心與高隱私需求的場景切入，累積實際導入案例，再進一步從單一模組供應商，成為大型 AI Factory 基礎建設中的散熱合作夥伴。
目前，科雁已與散熱風扇大廠禾邦開發簽下首筆訂單，並將其散熱方案導入瀚興隆機械、睿生光電、成功大學機械系，做為智慧製造、智慧醫療以及機器人應用的示範場域，更已完成 Tier1 伺服器供應商的 PoC 測試，爲接下來走向美國、國際化的佈局拿下有力的背書。
從 AI MDC 走向國際
如果理解散熱的從業人員，可能會有這樣的疑問：現在產業不是在嘗試「浸沒式」的冷卻方案嗎？
「在環保概念興盛的歐洲市場，雖然高度重視能源使用效率，但也因 PFAS（多氟化學物質）禁令日益嚴格，使許多依賴化學冷媒或氟化液的浸沒式冷卻方案受到限制。」韋經智觀察。
而科雁採用的 100% PFAS-free 純水系統，也成為其切入歐洲市場的重要優勢。
目前，科雁已與專精於高效能熱傳導驗證的法國大廠 Exoes 展開深度合作，啟動在地測試，希望進一步建立起歐洲市場的信任基礎。
科雁這套技術的誕生，源自創辦人韋經智在台科大機械系一路從學士攻讀至博士的研究累積，「好像從以前就沒考慮過創業以外的路。」韋經智笑著說。
他回憶，在博士班期間便與指導教授討論，希望把過去在半導體設備零組件的開發經驗，轉化為真正能解決產業問題的技術，而後便帶領實驗室班底，逐步打造出如今的散熱方案。
公司目前進駐於高雄 KO-IN，並在台南設廠的科雁，計畫今年將正式回到台科大設立台北辦公室，就近服務北部客戶，並啟動以 300 萬美元為目標金額的首輪募資。
團隊也將持續擴編軟體工程師，期待未來只要客戶提供晶片規格，便能透過熱流模擬，達成客製化散熱系統的設計。科雁也將於 6 月初與 Garage+ 加速器共同參展 Innovex。
團隊資訊
公司名稱：科雁股份有限公司
成立年份：2020
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