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专访斯瑞:3D打印铜合金散热鳍片实现批量出货,筑牢 800G/1.6T 光模块散热底座

2026-04-03 1519

    光纤光缆企业推荐网讯AI催生全网海量数据交互与算力协同需求,高速光模块是承载超大流量传输的核心硬件,AI产业爆发直接推动高速光模块市场持续扩容、产品迭代升级。目前,800G光模块已成为数据中心主流,1.6T产品全面进入批量出货阶段。高带宽、高速率信号传输与器件高度集成化,让散热成为制约光模块性能稳定的核心瓶颈之一。

    近日,苏州斯瑞未来新材料技术有限公司、陕西斯瑞铜合金创新中心(均为斯瑞新材688102控股子公司)联合宣布,其自主研发的3D打印铜合金光模块壳体散热鳍片已实现批量出货以及3D打印散热鳍片+VC一体技术样品开发成功,可使800G/1.6T光模块运行温度直降2-7℃左右,为行业提供突破性热管理解决方案。

    恰逢斯瑞未来苏州二厂正式开业投产,同步新增200台CNC精密加工产线,全面提升光模块精密结构件与散热部件的规模化交付能力。两大喜讯叠加,标志着斯瑞在光通信高端制造领域正式迈入CNC精密加工+3D打印增材制造+锌合金压铸壳体三引擎驱动新阶段,深度匹配800G/1.6T及更高速率光模块的持续扩容和升级需求。

    为此,光纤在线特别专访斯瑞未来总经理谢红星、斯瑞铜合金创新中心研发总监周宁,深度解析其3D打印铜合金——这一工艺和材料双重突破的散热技术的核心价值,以及斯瑞立足本轮产业风口的战略布局。

    编辑:首先请为我们介绍一下斯瑞此次实现批量出货的“3D打印铜合金散热鳍片”是什么?有什么作用?

    斯瑞:斯瑞的3D打印铜合金散热鳍片是一种密布微细导流槽、密集镂空腔体结构的散热构件,是光模块中最大热源-DSP芯片的承载基座,依靠细密沟槽大幅扩大散热接触面积,快速把DSP的集中热量进行交换、高效散出。这款3D打印铜合金散热鳍片是专门针对800G/1.6T高速光模块开发的定制化部件,外形根据模块内部狭小空间精准设计,能完美贴合内部复杂结构,最大限度实现精密贴合与高效散热。

    编辑:为什么选择3D打印技术,它的核心优势体现在哪里?

    斯瑞:之所以选用3D打印技术,首先也是最最关键的,因为用传统工艺目前还无法制造出具有复杂微结构的铜合金结构件,而3D打印成型自由度极高,能实现传统加工无法企及的复杂结构和功能集成;二是致密度优势,通过工艺优化能达到99.5%以上,接近锻件水平;三是定制化效率高,800G/1.6T光模块封装方案多样,3D打印无需开模,可快速响应不同客户的定制需求,将从设计到实物的周期缩短至3-5天;另外最重要的,传统铜散热鳍片用的是纯铜材料,纯铜材料的硬度只有HB40-50,而斯瑞3D打印铜合金散热鳍片产品硬度达到HB90-110,高出纯铜1倍。增加了产品强度,极大的避免客户在生产组装过程中的碰划伤不良,以及终端客户在光模块使用中的碰划伤不良,提高终端客户的体验感;还有一点,3D打印是增材制造,以“从零构建”的方式,极大地减少了材料浪费;

    编辑:斯瑞在3D打印铜合金散热鳍片的研发中,突破了哪些关键工艺难点?

    斯瑞:斯瑞在粉末设计、制备、打印及热处理这四个环节进行了重点攻关:在粉末设计上,我们针对光模块散热需求,定制了铜铬铌合金成分,铬和铌的添加比例经过成百上千次试验,关键是解决纯铜粉的高反射问题,既能提升合金强度,又不显著降低热导率;粉末制备环节,采用气雾化工艺,控制粉末粒径在15-53μm,球形度达98%以上,确保打印时的流动性和铺粉均匀性。

    最关键的是3D打印环节,铜的激光反射率极高,传统红外激光吸收率不足10%,我们引入波长500-550nm的绿激光,将铜合金的吸收率提升至90%以上。同时创新采用"分层能量梯度控制"技术,打印时根据鳍片不同区域的散热需求,调整激光能量密度,形成孔隙率渐变的结构,平衡散热效率和轻量化需求。

    热处理环节也经过了反复优化,我们开发了"固溶+时效"两步工艺,固溶处理消除打印应力,时效处理则让铬、铌元素析出形成强化相,最终实现强度与热传导性能的平衡——这也是保证产品性能稳定的关键。

    编辑:产品性能永远是大家最关心的问题,斯瑞的这款3D打印铜合金鳍片性能表现如何?

    斯瑞:我们的3D打印样件已顺利通过一系列严苛性能检测,包括致密性检测、气密性检测、传热性能检测、PCT高压加速老化测试、UBDH双85恒温恒湿测试、盐雾试验测试、风阻性能测试及HotHast测试,所有检测指标均达到甚至超过行业标准,满足800G/1.6T光模块产品的质量要求,可稳定适配光模块长期运行的复杂工况。其中:

    斯瑞通过两方面精准控制,一是筛选适配的铜合金粉末,二是优化打印工艺参数,最终实现样品性能与可靠性达标,组织致密度达到99.50%;通过喷氦的方式进行检测,气密性良好,无泄露点,真空度达10−12Pa.m3/s。件风冷测试下,热源温度约58.4℃,3D样件纵向温差△1=2.3℃,横向向温差△2=1.8℃。温差符合要求,传热性能优异。铜合金对比铝挤温度降低3~5℃,对比锌合金温度降低5~6℃。

    编辑:目前这款产品的市场进展如何?

    斯瑞:目前我们已经与国内一家头部光模块企业达成稳定合作,月出货量已突破10万件,主要配套其800G光模块和1.6T试验性产品。从客户反馈来看,在相同散热系统下,搭载我们鳍片的800G光模块,核心芯片温度平均下降5℃,完美适配数据中心对高可靠性的要求。

    目前,3D打印铜部件在实验室层面已有探索,但将其应用于光模块散热鳍片并实现批量出货,斯瑞在国内是率先突破的。尤其是我们结合绿激光SLM技术的工艺方案,已申请相关专利,解决了铜高反射率导致的打印难题。

    编辑:面向未来,斯瑞在3D打印散热部件领域有怎样的规划?

    斯瑞:在产品方面,斯瑞针对客户需求,将打印覆盖光模块风冷、液冷、VC等各类铜合金散热产品;产能方面,目前拥有24台打印设备,接下来会持续扩建3D打印生产线,增加绿激光SLM设备,规划预计在2027年底实现150台3D打印设备,满足后续1.6T光模块规模化需求。市场方面的话,正式启动面向行业头部客户的样品交付工作。

    从中试工艺定型到批量出货,斯瑞的3D打印铜合金散热鳍片不仅解决了800G/1.6T光模块的散热痛点,更为高端散热部件的制造提供了新路径。在光通信技术加速迭代的当下,这样的材料与工艺创新,无疑将为行业发展注入强劲动力。

    关于斯瑞未来:

    苏州斯瑞未来新材料技术有限公司是陕西斯瑞新材料股份有限公司(股票代码:688102)的控股子公司。斯瑞的主营业务是金属合金材料的开发和产品的加工及表面处理到成品交付。在光通信领域为光模块及光器件TOSA、ROSA、BOSA中的芯片提供钨铜、钼铜或可伐合金材质的基座(BP)。

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