生成AIやデータセンター、パワー半導体の普及で、機器の発熱量は年々大きくなっています。スーパーコンピュータのような高発熱機器では、放熱設計の良し悪しが性能と信頼性を直接左右します。本記事では、高発熱機器の放熱設計で押さえるべき考え方を、スーパーコンピュータ「富岳」の冷却装置部品を手がけた精密加工メーカーの視点で整理します。

◆ なぜ今「放熱設計」が重要なのか

生成AIのGPUサーバやパワー半導体は消費電力・発熱量が非常に大きく、データセンターでは空冷から液冷へのシフトが進んでいます。「熱をどう逃がすか」を後回しにすると、性能の頭打ち・部品寿命の低下・トラブルに直結します。高発熱化が進むほど、放熱設計を設計の初期から織り込むことの価値が高まっています。

◆ 放熱設計の基本ステップ

放熱設計は、おおむね次の流れで考えます。

とくに熱源と放熱部品の「接触面」は見落とされがちですが、ここの平面度や密着度が悪いと、いくら高性能な放熱部品でも熱が伝わりません。

◆ 高発熱機器で効く3つの勘所

① 接触面の精度を上げる

熱源と放熱部品の接触面は、平面度が高いほど熱抵抗が下がります。精密加工で平面度を確保することが、放熱性能の底上げに直結します。

② 銅とアルミを使い分ける

熱が集中する部分は熱伝導率の高い銅、軽量化したい部分はアルミ、と適材適所で組み合わせます。

③ 複雑形状は加工方法から考える

液冷の流路や複雑な放熱形状は、加工できる形でなければ設計倒れになります。複合・5軸加工を前提に設計すると、性能と製造性を両立できます。

◆ 寿精工の高難度放熱部品の実績

株式会社寿精工（長野県岡谷市）は、スーパーコンピュータ「富岳」の冷却装置部品を手がけた実績を持つ精密加工メーカーです。高発熱機器に求められる平面度・複雑形状・難加工材への対応を、マシニング・複合加工で実現します。放熱板・放熱部品の設計段階からのご提案、試作・小ロットにも対応します。「この発熱をどう逃がすか」という構想の段階から、加工目線でご相談いただけます。