海韻Seasonic創新技術分享會,OptiSink技術掀起電供設計新革命

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即將邁入半世紀的台灣電源供應器大廠海韻 Seasonic,長久以來堅持以最高標準生產電源產品,在今年推出顛覆傳統電供設計的 OptiSink 散熱技術,縮減散熱器佔用空間的同時還提升散熱表現,並舉辦公開技術分享會,要讓更多人認識這項技術背後的原理以及看見海韻的技術實力。

 

關於海韻

 

海韻成立於西元 1975 年,從創立之初便是專注研發與生產電源供應器產品,且與其他廠商不斷協槓推出跨領域商品不同,公司所有的產品方向都與電源有關,成為市面上少數具備工業、代工、自有品牌電源供應器產品線的廠商。

 

由於將所有資源都集中在電源供應器領域,同時對於高品質的追求,讓海韻成為市場的佼佼者,在 2005 年就誕生了世界第一顆通過 80 PLUS 認證的電源供應器。

 

分享會上的員工表示,通過 80 PLUS 認證完全是個意外,團隊只是拿現有的產品去送測,沒有特別根據規範去做調整,結果一次就成功解鎖成就,由此便能得知海韻從早期就已經對品質有著超前的追求。

 

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維基百科也有紀錄第一家通過 80 PLUS 認證的廠商為海韻

 

然而隨著時代的演進,80 Plus 認證驗證因是在攝氏 23 度的環境、不測量噪音、待機等問題,在電腦耗電量越來越大的今天,測試結果與真實環境脫節的程度日漸明顯,進而催生了新的驗證規範,例如 Cybenetics LAMBDA 電源效率測試、Cybenetics ETA 噪音測試、中國的 PPLP 等。

 

這些新式規範更強調模擬現實機殼內的環境,像是 Cybenetics LAMBDA 會在攝氏 30 度的室溫中測試負載,PPLP 更已經將 ATX 3、12VHPWR / 12V-2x6 連接標準納入項目中。只是這些這些單位偏向私人機構與地區性,在中立性上較不如 80 PLUS,因此海韻暫時還不急著取得認證。

 

且實際上,自家的產品表現早就超越這些機構所提出的標準,以 Cybenetics 的官網資料為例,光是偏向台灣使用環境的 115V LAMBDA & ETA 噪音與電源效率測試,就有 17 項產品達到電源鈦金認證,是所有電供廠牌中達標數量最多的。

 

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OptiSink 散熱技術

 

本次技術分享會主要聚焦在海韻所發明的 OptiSink 散熱技術,名稱擷取 Optimize(最佳化)與 Heatsink(散熱片)兩字,透過全新的零件與散熱片的組裝方案,在大幅度提升散熱效率的同時,還同步減少散熱器的體積,減少風扇風流的阻礙,讓廢熱變得更容易排出。

 

 

一般來說,電源供應器在輸出電力前,會依序經過:濾波、整流、功率因數修正、變壓等步驟,其中功率因數修正主要是透過多顆 MOSFET 進行處理,工作期間會產生大量的廢熱,因此過去多數的處理方法便是將 MOSFET 用導熱墊黏在金屬散熱器上。

 

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現場展示了電供拆解開來的模型

 

然而,即便到今日,多數 MOSFET 與散熱片的固定方式都是採用人工,以鎖螺絲的方式進行固定,導致存在非常大的品質誤差,鎖太緊容易貫穿導熱墊,鎖太鬆空隙又太大影響傳導效率。

 

此外,導熱墊的熱傳導能力也相當有限,導熱係數大約僅有 6 W/m.k,反而鋁製散熱器本身的傳導係數卻可達到 247 W/m.k,兩者疊在一起的結果就是導熱墊的傳遞熱能速度太慢,造成熱量堆積,大功耗的電供只能不斷加大散熱器的體積,好盡可能增加熱量的交換面積。

 

可是電源供應器的尺寸是有規定限制的,散熱器的追加空間沒辦法像顯示卡一樣任性,而且散熱器也需要風扇提供風流才能將熱能帶走,過多的散熱片反而阻擋了氣流的路徑,再加上電源供應器在機殼內通常處於通風較差的位置,一連串的因素都加劇熱量排出的難度。

 

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而海韻經過多年的研發,讓 OptiSink 針對現有 MOSFET、各式零件與散熱片的組裝設計做出根本性的改良。

 

首先,OptiSink 採用了全自動化生產的流程,應用 SMT 表面黏著技術,讓零件捨棄導熱墊與螺絲固定的方式,而是透過焊錫固定在鋁散熱片,不僅解決了手動上螺絲的公差問題,部分零件也能變為垂直堆疊的形式,提升整體空間使用效率,讓電源供應器騰出了高達 48% 的空間。

 

海韻在分享會上表示,由於錫和鋁這兩種金屬因為先天特性的關係,彼此之間原本是無法焊接在一起的,團隊也吃上不少苦頭。直到後來,公司找到可在鋁散熱片上透過鍍上一層鎳合金的方案後,才讓 OptiSink 能夠來到市場上。

 

活動現場海韻同步展示了傳統方案與 OptiSink 的切片模型,能看見傳統的散熱設計就僅有 MOSFET 與散熱器,不僅整體厚度較厚,功能也很單一。反觀 OptiSkink 整合了一整片 PCB 版、MOSFET,切面厚度也更為纖薄,更夾入了導熱係數比鋁更高的銅片,能讓熱量分布更均勻。

 

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傳統的 MOSFET 是人工用螺絲進行固定
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OptiSink 與傳統散熱方案比較,可以看到 OptiSink 整合了更多零件
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左為 OptiSink 設計,厚度要比傳統方案更薄
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電源供應器的內部空間構造,左側為傳統設計,右側用上 OptiSink

 

OptiSink 技術除了節省空間外,利用錫的散熱係數達到 66.8W/m.K,效率是導熱墊的 11 倍以上, 讓 MOSFET 等發熱原件可以透過焊錫導熱給散熱器,幫助熱量能夠更快的傳遞,大幅度減低 MOSFET 積熱的狀況。

 

與此同時,更寬廣的內部空間,也幫助氣流可以更容易的在電供內移動,風流吹拂散熱器的風速提升,相當於增加散熱器與熱量的交換頻率,與傳統方案相比,散熱器與空氣間的導熱係數增加了 8 倍之多。

 

此外,其他非黏附在 OptiSink 的零件也同樣能夠受惠,就由空間增大、風流提升,運作產生的熱量更容易釋放,使各式零件都擁有了更為舒適的運作環境,達到延長產品使用壽命、減緩產品的性能衰退。

 

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OptiSink 應用新品

 

OptiSink 讓人眼前一亮的創新設計已經開始應用在自家產品上,而且不同於多數新技術為了攤平研發、生產成本而優先用在旗艦與高階產品,海韻決定反其道,將技術率先投入在主流的 Focus 系列與入門級 Core 系列之中,讓更多的用戶能夠享受到新技術的優勢。

 

新的 Focus 系列會推出 1000 W、850 W、750 W 三種規格,並有黑、白兩色可以選擇,全系列通過 80 PLUS 金牌認證,提供 10 年的保固服務,支援 ATX 3.1 標準的 12V-12x6 線材,搭配自動停轉的開關,開啟後能夠自動根據負載調整風扇轉速,可在低負載下自動停轉。

 

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Core 系列則是自 2021 年後睽違已久的入門級新品,備有 650 W、750 W、850 W,同樣也有黑、白雙色可選、通過 80 PLUS 金牌認證、可對應  ATX 3.1 標準的 12V-12x6 的線材。更重要的是,海韻為回饋台灣用戶,將保固從 7 年拉長至 10 年,且是「自動」延長,無須任何登記步驟。

 

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高階的 Vertex 系列因為配合 NVIDIA RTX 40 系列的需求而進行了產品更新,已提前用上 SMT 表面黏著技術,所以暫時還不會有 OptiSink 版本,但海韻將會繼櫻花限量版 GX-1000 之後,推出青龍版的 PX-1200,使用類似中國青花瓷的藍色筆墨風格,呈現出人文與科技相結合的美感。

 

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旗艦 Prime 系列擁有超越 80-PLUS 鈦金標準的電源效率,因應 AI 訓練市場的崛起以及備戰年底的 NVIDIA RTX 50 系列,預計將在年底帶來 2200 W 功率的款式。需要注意,因為台灣 110 V 只能提供 15 A 電流,相當極限在 1650W,所這款電供需使用 220V 的插座。 

 

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附帶一提,經過這次產品更新後,海韻旗下的所有 ATX 尺寸電源供應器都已經能夠支援 ATX 3.1 和 PCIe 5.0 的供電標準,但有鑑於 ATX 3.0 推出沒多久就改版為 ATX 3.1,不排除後續還會小修小改推出 ATX 3.2、3.3 等版本。

 

為避免增加消費者混淆,在生產要求沒有更嚴格要求的前提下,產品包裝的支援標籤只會寫上 ATX 3 / PCIe 5 Ready,小數點的部分不予顯示。 

 

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最後在電源供應器之外,海韻另外正在準備一款 MaxFlow 12030 加厚型風扇,對比一般 120 mm 風扇的厚度在 20 - 25 mm 左右,FaxFlow 12030 的厚度上看 30 mm,能夠創造更為強力的風壓,使風流能夠穿透巨型塔扇或是加厚型水冷排。

 

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MaxFlow 12030 的構造模型

 

關於 12VHPWR 與 12V-2x6 線材

提到電源供應器支援 ATX 3.1,很多人一定會立刻想到其改版的原因就是 12VHPWR 接頭容易熔毀,讓人很擔心改版後的 12V-2x6  是否還是會遇到類似問題。

 

關於這點,為了 12VHPWR 接頭容易接觸不良問而出意外地的問題, ATX 3.1 規範對 12V-2x6 接頭內部的針腳進行調整,將電力針腳加長 0.25 mm、訊號針腳縮短 1.25 mm,並可以相容於舊版的 12VHPWR 插槽。

 

同時,12V-2x6 的訊號引角在不接通的情況下,容許傳輸的功耗也從 150 W 改為 0 W,減少若真發生接觸不良時所可能產生的風險。

 

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12VHPWR 與 12V-2x6 接頭的設計差異
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ATX 3.0 與 ATX 3.1 信號引腳與功率的對照表

 

另外在技術分享會上,海韻團隊也拿出自家的實驗數據,公司已經預判了各種使用情境,早在開發 12VHPWR 的時候,就已經將將溫度、耐用性等可能遇到的狀況都納入考量。

 

根據團隊的實驗簡報,海韻的線材接頭設計通過了 30、60、100 的連續插拔測試,還必須讓12VHPWR 的 12 條電力傳輸線「各自獨立」(Per Pin)在 12 V、50 A ,相當 600 W 功率下,連續使用 120 分鐘,並全程記錄發熱狀況,確保能在遠超規範規格的嚴苛環境下也能安全使用。

 

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對比之下,ATX 3.1 存在只要沒插緊就不通電的規範,對於電源供應器生產商而言,線材不必為了考慮接觸不良而去提升線路的的承受能力,等於在製造上的標準被放寬。

 

不過海韻也在分享會承諾,線材品質會繼續比照 ATX 3.0 的標準,更是自豪的表示,即便 NVIDIA RTX 4090 熔毀案例至今依仍持續,公司的維修部門卻不曾收到過線材熔毀的案例!

 

Q&A

技術分享會的簡報結束後,海韻也開放參加的粉絲與媒體提問,不論是市場規劃或是技術規格,並由海韻團隊的員工提供回答。

 

Q:OptiSink 技術能夠縮減電供內部空間體積達 48 %,請問有打算應用到 SFX、SFX-L 等小型電源供應器上嗎?
A:有考慮導入所有的產品中,只是因為近年顯卡體積大幅增加,導致 ITX 主機的銷量減少,連帶嚴重影響 SFX、SFX-L 小型電源的需求,團隊會再根據日後的發展決定是否開發。

 

Q:有看到海韻推出 12VHPWR 模組線,能用在其他家的電源供應器上嗎?
A:由於每一家電源供應器的 Pin 腳定義不同,品質驗證也不同,混用可能會有安全性疑慮,而且即便是電源供應器是海韻代工,包裝線材也可能是其他廠商負責,所以建議都使用各家自己推出的原廠線材。

 

Q:近年不少廠商都在旗艦電源上加入 RGB 或是螢幕,海韻有打算加入類似的規格嗎?

A:海韻始終堅持以品質為最優先,RGB、螢幕對於電供而言無助與提升電源效率或散熱,反而增加不必要成本和維修風險,故沒有打算。但公司知道大家都希望能讓主機更與眾不同,所以也有推出像是櫻花款 Vertex GX-1000、青龍款 Vertex PX-1200 等有特製印花的產品來滿足需求。

 

Q:會想在電源供應器裡面使用水冷嗎?

A:水冷對於電源供應器來說,成本太高,穩定率也不及傳統風扇,加上久了會有冷卻液乾涸的情況,以水冷平均壽命大約 5 年左右來算,無法配合海韻的電供在台灣保固至少 10 年起跳(國際板 7 年),耐用性上並不利於消費者。

 

Q:網路有傳言稱 80 PLUS 認證與用料無關,是否為真?

A:認證等級與用料品質絕對是有直接關聯的,只是電供內部的各式零件很難單從外觀直接判斷,加上料件缺乏抽查機制,以及不肖廠商可能只驗單一型號或功率,就套用到所有款式中,才導致此類的傳言出現。建議可以到 80 PLUS 的認證網任查詢產品是否與認證通過的型號版本相符。

 

至於海韻的產品,每個送驗版本與市售的都是相同的,用戶可以安心購買。

 

Q:近年氮化鎵等材料議題相當受歡迎,請問海韻有考慮嘗試採用嗎?
A:氮化鎵有著電源開關頻率更高、耐熱性佳等特點,用於充電器設備可以顯著減少體積,但用於電源供應器上,內部經過測試,帶來的效益不夠理想,故暫時沒有打算應用到產品上。

 

花絮

分享會的最後,海韻舉辦知識王有獎問答活動,採集體答題淘汰制,每個人中途只要答錯就喪失資格,最後一位存活下來的人將可以獲得 Focus GX-1000 電源供應器一顆。

 

題目內容就連海韻員工也認為極度刁鑽,除了有本次分享會提及的細節,還有許多課外題,例如海韻一共有多少電供產品在售?台灣代理商為何?就連 Vertex 的保固從 10 年加長為 12 年的原因為何,這種只有內部工作人員才知道的題目也在其中。

 

然而即便如此,仍有兩位海韻的忠實粉絲一路過關斬將,通過了每一道題目,但畢竟獎品只有一個,於是只好臨時加賽,卻依然還是分不出勝負。

 

面對如此熟知海韻的兩位超級狂粉,海韻員工不得不甘拜下風,決定加碼讓各自都獲得一顆電源供應器,為本次的活動畫下充滿知性與歡樂的句點。

 

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