반도체 소켓당 소비 전력 1000W 시대가 본격화되었습니다. NVIDIA H100, B200 및 맞춤형 ASIC 기반 AI 가속기가 연산 밀도를 실리콘 한계치까지 밀어붙이면서, 기존의 공랭식 방열판(heat sink) 기술은 냉각 한계에 직면했습니다.

열관리는 단순한 부속 하드웨어 설계를 넘어 현대 데이터 인프라의 핵심 축으로 자리 잡았습니다. 신뢰성 높은 방열 부품을 제조하는 TCH Thermal은 글로벌 AI 서버(AI server) 데이터 센터에 공급되는 핵심 액체 냉각판(liquid cold plate) 및 맞춤형 워터 블록(water block) 생산 공정을 공개합니다.

1. 대규모 정밀 가공 능력: 71대 이상의 고정밀 CNC 머시닝 센터 운용

하이퍼스케일 데이터 센터에 액체 냉각 부품을 대량 공급하기 위해서는 미크론 단위의 공차 제어 능력과 생산 규모가 뒷받침되어야 합니다. TCH Thermal은 71대 이상의 고속 CNC 머시닝 센터를 갖춘 2,000제곱미터 규모의 정밀 기계 가공 공장을 운영하고 있습니다.

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│ TCH 정밀 기계 가공 역량 매트릭스                                      │
│ ──► 설비 보유: 71대 이상의 고속 3축, 4축 및 5축 CNC 머시닝 센터       │
│ ──► 핵심 가공 기술: 초미세 유로 밀링 절삭 (0.15mm 미세 핀 간격 가공)   │
│ ──► 정밀 공차 표준: 가공 치수 오차 +/-0.01 mm 이내 정밀 제어           │
│ ──► 표면 조도: 칩 다이 밀착면 평면도 확보, 표면 조도 Ra <= 0.4 um      │
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미세 채널 유로 가공: 고회전 스핀들을 탑재한 3축, 4축, 5축 머시닝 센터를 통해 고순도 전해동(C1100) 및 알루미늄 냉각판 베이스에 미세 핀 어레이를 정밀 절삭합니다.

정밀 가공 공차: 주요 가공 공차를 +/-0.01 mm 이내로 관리합니다. 이러한 치수 정밀도는 내부 유체의 대류 열전달 효율을 높이고, 대규모 서버 랙에 적용될 때 수냉 루프 전체의 압력 강하(Delta P)를 제어하는 핵심 요소입니다.

2. 고강도 금속 접합 기술: 무플럭스 고진공 브레이징 및 마찰교반용접(FSW)

다층 구조 냉각판 내부의 유체 유동을 제어하기 위해서는 접합면의 물리적 무결성이 필수적입니다. TCH Thermal은 3,000제곱미터 규모의 수냉 부품 접합 전용 워크숍에서 용도에 맞춘 두 가지 고성능 접합 기술을 운용하고 있습니다:

 [ 진공 브레이징 (AI 서버 / 고열유속 칩셋 냉각판) ]
  10^-4 mbar 고진공 노(Furnace) ──► 무플럭스 접합 ──► 잔류물 없는 내부 청정도

 [ 마찰교반용접 FSW (EV 배터리 팩 / 에너지 저장 장치) ]
  모재 비용융 기계식 접합 ──► 높은 인장 강도 확보 ──► 대면적 냉각판 적용

무플럭스 진공 브레이징(Vacuum Brazing): 0.0001 mbar (10^-4 mbar) 수준의 고진공 환경과 최대 600 °C의 고온에서 금속 결합을 수행합니다. 화학 플럭스를 배제하여 내부 미세 유로 표면이 오염되지 않으며, 잔류물이 냉각수에 용출되어 서버 펌프를 손상시키는 문제를 방지합니다.

마찰교반용접(FSW): 모재를 용융시키지 않고 회전 툴의 마찰열을 이용해 알루미늄 합금을 소성 유동 접합하는 공정입니다. 높은 인장 강도와 피로 내구성을 제공하여 대형 에너지 저장 장치(BESS) 및 상용 전기차(EV) 배터리 팩 냉각판 제작에 적합합니다.

엔지니어 팁 (Bella Cai):

"1000W 이상의 AI 가속기용 냉각판을 설계할 때 많은 엔지니어링 팀이 방열 성능에만 집중하고 접합부 청정도가 수냉 시스템 수명에 미치는 영향을 간과하곤 합니다. TCH Thermal의 진공 브레이징 공정은 화학 플럭스를 사용하지 않아 미세 유로 내부에 이온 잔류물이 남지 않습니다. 이를 통해 국소 점착 부식을 차단하고 10년 이상의 사용 기간 동안 냉각수의 전도도를 안정적으로 유지할 수 있습니다."

3. 품질 검증 체계: SAM 초음파 비파괴 검사 및 100% 헬륨 기밀 시험

고가의 GPU가 집적된 엔터프라이즈 데이터 센터에서 미세한 냉각수 누수는 곧 시스템 중단으로 이어집니다. TCH Thermal은 계측 데이터를 기반으로 제품의 기밀성과 내구성을 검증합니다.

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│ TCH 품질 보증(QA) 프로토콜                                            │
│ ──► 비파괴 검사: 초음파 탐상 현미경(SAM) 내부 접합면 투과 스캔         │
│ ──► 접합 결함률: 브레이징 접합면 내부 공극률(Void Rate) 1% 미만 관리    │
│ ──► 내압 검증: 최대 10.0 bar 수압 보증 시험 진행                       │
│ ──► 누설 검출: 100% 진공 챔버식 헬륨 질량 분석 (<10^-8 mbar*L/s)       │
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초음파 탐상 현미경(SAM) 검사: 품질 보증 부서에서는 고주파 음파를 활용한 비파괴 검사(NDT) 장비를 운용합니다. 초음파가 구리와 알루미늄 판재 내부를 투과하여 브레이징 접합면의 상태를 확인하며, 내부 박리나 기포 결함을 식별해 접합면 공극률을 1% 미만으로 관리합니다.

100% 자동화 헬륨 질량 분석 검사: 표면 도금 및 패키징 이전 단계에서 전수 진공 챔버 헬륨 기밀 시험을 진행합니다. 제품 누설률을 0.00000001 mbarL/s (10^-8 mbarL/s) 미만으로 제어하여 고압 운용 환경에서도 장기적인 밀폐 신뢰성을 보장합니다.

4. 고집적 부품 환경 대응: ISO 인증 클린룸 조립 라인

고성능 AI 하드웨어는 미세 분진에 취약합니다. 가공 후 잔류하는 금속 가루나 미세 이물질은 퀵 디스커넥트(QD) 피팅을 손상시키거나 0.15 mm 너비의 미세 유로를 폐색할 위험이 있습니다.

TCH Thermal은 ISO 인증 클린룸 조립 라인을 운영합니다. 초음파 세척 및 탈지 공정부터 무진 작업대에서의 O링 조립 및 포트 보호 캡 체결에 이르기까지 정전기 방지(ESD) 및 이물 혼입 방지 프로토콜을 준수하여 데이터 센터에 즉시 투입 가능한 상태로 출하합니다.

5. 협업 기반 OEM/ODM 워크플로우: 도면 검토부터 양산 단계까지

TCH Thermal은 고객사 열설계 엔지니어링 팀의 파트너로서 업무를 수행합니다:

 [ 1단계: DFM 도면 검토 ] ──► CAD 형상 최적화, 미세 핀 종횡비 조정 및 가공성 확인
 [ 2단계: 신속 NPI 시작 ] ──► 7~10일 이내 기능 검증용 시제품 제작 및 전달
 [ 3단계: 유연한 양산 ]    ──► 시제품 검증 후 데이터 센터 랙 클러스터 단위 양산 대응

DFM 제조 검토: 엔지니어링 팀이 고객사의 3D STEP 도면을 사전 검토하여 방열 성능과 가공 효율의 균형을 맞추고 공정 병목과 잠재적 누수 요인을 개선합니다.

신속 신제품 도입(NPI): 전용 시작품 가공 라인을 배정하여 빠른 시일 내에 검증용 샘플을 납품합니다.

대량 생산 공급 체계: 설비 가동 효율을 바탕으로 대규모 AI 클러스터 구축 일정에 차질이 없도록 배치 단위로 제품을 생산 공급합니다.

"우리는 단순히 금속을 깎아 부품을 만드는 데 그치지 않고, 차세대 컴퓨팅 인프라의 안정성을 뒷받침하는 방열 부품을 만듭니다." TCH Thermal 생산 총괄 책임자의 설명입니다.

6. 자주 묻는 질문 (FAQ)

TCH Thermal에서 주로 생산하는 액체 냉각판 제품군은 무엇인가요?

TCH Thermal은 고성능 칩 직랭식 순동 냉각판, 외곽 전원부 프레임 워터 블록, AI 가속기용 다층 진공 브레이징 냉각판, 전기차 및 에너지 저장 장치용 대형 마찰교반용접(FSW) 알루미늄 냉각판, 단조 핀 방열판을 전문적으로 가공 및 생산합니다.

TCH Thermal 머시닝 센터의 최대 가공 규격과 공차 범위는 어떻게 되나요?

당사의 CNC 가공 라인은 최대 길이 1500 mm의 부품까지 가공이 가능하며, 체결 홀 위치, 실링 홈, 미세 채널 형상 등 주요 치수에 대해 +/-0.01 mm 수준의 가공 공차를 유지합니다.

양산 공정에서 냉각수 누수 위험을 방지하기 위해 어떤 검사를 진행하나요?

모든 생산 부품은 3차원 측정기(CMM) 치수 검사, 최대 10 bar 조건의 수압 보증 시험, 진공 챔버 기반 헬륨 질량 분석 기밀 시험을 거치며 누설률 10^-8 mbar*L/s 이하 기준을 충족해야 출하됩니다.

TCH Thermal과 함께하는 엔터프라이즈 액체 냉각 솔루션

고밀도 AI 컴퓨팅 클러스터 구축에는 품질 기준에 맞춰 생산된 냉각 부품이 필수적입니다.

TCH Thermal은 정밀 CNC 가공 설비, 무플럭스 진공 브레이징, 마찰교반용접(FSW), 클린룸 조립 환경을 바탕으로 데이터 센터, 자동차 전장 및 산업용 전자기기 제조사에 안정적인 액체 냉각판(liquid cold plate) 및 워터 블록(water block) 부품을 공급하고 있습니다.

DFM 도면 기술 검토 및 견적 문의: 3D CAD 파일(STEP, DWG, PDF)을 chankle@dgtcdz.net으로 접수하시거나 문의 페이지를 통해 엔지니어링 팀과 상담해 보시기 바랍니다.

기술 솔루션 확인: TCH Thermal 공식 웹사이트에서 당사의 방열 제품군에 대한 상세 정보를 확인하실 수 있습니다.