近期，随着AI技术的高速发展与需求扩增，AI运行的数据中心高负荷运转产生巨量热量。毕马威中国副主席吴旭初表示：和豆包聊五分钟，大概会用到500ml的水来散热。散热成为了维持AI数据中心运作的关键环节。目前光模块的液冷散热已进入快速发展模式，而光模块与液冷板之间那毫厘之差的表面粗糙度，正在成为决定AI芯片、GPU甚至数据中心稳定性的关键因素。

从风冷到液冷

光模块散热没有退路

随着800G光模块大规模部署和1.6T产品商用倒计时，光模块散热技术提升已迫在眉睫。作为AI芯片中的关键组件，光模块直接决定了AI集群的互连带宽、传输速度以及系统稳定性。光模块内部高度集成，热量主要来源于高速电芯片和光电器件。速率越高，功耗和热流密度呈指数型增长。若散热能力差，不仅影响单个模块的性能和寿命，还会对整个AI数据中心的稳定性和可靠性产生连锁反应，引发性能下降、误码率升高、硬件故障等一系列问题。

一台4U服务器可插满32个800G模块，总功耗超过450W，风冷不仅无法覆盖如此高热流密度，还会产生严重的串扰。因此目前主流的散热途径，从风冷转为了液冷，液冷板直接贴合在光模块金属壳体上进行散热。

冷却液在液冷板内部微通道中强制对流，将模块外壳热量迅速带走，使内部激光器、DSP芯片维持在工作结温以下。这种冷板直触方案结构简单、热阻极低，但它的散热技术瓶颈却不在流道设计上，而在一个细节里——液冷板表面粗糙度。

光模块液冷散热

粗糙度是影响因素？

液冷板与光模块壳体的紧密接触，并不是完美贴合，在微观视角下，液冷板加工后的表面是凹凸不平的轮廓形貌。为什么要测液冷板上与光模块接触面的表面粗糙度呢？

因为表面粗糙度与一个物理量有着密切关系：接触热阻。

1. 实际接触面积由粗糙峰点数决定。当两表面压在一起，真正传导热量的仅是离散的峰顶接触点，面积可能只有名义面积的1%~5%。粗糙度过大，峰点稀疏，热流通道不通畅；粗糙度过小，表面过于平滑，有可能无法有效刺穿导热界面材料的粘接层，形成厚厚的高热阻胶膜。
2. 导热界面材料浸润和沟壑的影响。光模块冷板间通常会加装导热垫片或涂覆导热膏，用来填充空气间隙。粗糙度直接决定了垫片是被牢牢贴合还是出现空隙，膏体是被充分铺展还是被挤出界面。这时候则需要根据大量工程实验，推断出最佳粗糙度范围，而偏离这一数值，热阻可能增加30%以上。

优可测白光干涉仪

精测液冷板粗糙度和形貌

面对光模块液冷板接触面这种精度要求高的测量应用，传统接触式的粗糙度测量仪无法满足，且无法获取接触面的三维形貌特征，只能输出单一线条的二维轮廓。

优可测白光干涉仪，搭载大量程高速纳米压电陶瓷，利用白光干涉的原理，一次扫描即可获得整个视场的3D形貌，垂直分辨率高达亚纳米级。

某液冷板客户要求对光模块接触面的粗糙度进行纳米级把控，目前使用的接触式粗糙度仪的精度和速度都不符合要求。优可测工程师使用白光干涉仪AM-7000系列测量结果如下：

可以看到AM-7000系列把面粗糙度、线粗糙度、表面高度峰值和平均值，以及三维形貌进行了亚纳米级精度测量，客户表明测量数据与进口仪器相差无几，且测量速度快，最高扫描速度达400μm/s，大幅改善测量精度与效率。

在光模块散热行业这个高速增长的战场，优可测白光干涉仪将在研发、生产、品质等多环节扮演重要角色，让表面粗糙度和形貌成为一组可以量化复制并且验证的测量数据，助力AI算力时代高速发展。