利用沸水带走热能 日本研发出效率提高七倍的晶片冷却技术

东京大学的研究团队研发出一种新型散热技术，运用水的相变特性来提升散热效率。根据「SciTech Daily」报导，水在从液态转为气态（即沸腾）时，吸收的能量是一般流动水冷却的七倍，因此能捕捉与消散更多热量。不过，由于冷却剂需流经内建于晶片中的极细毛细管道，蒸气经常难以顺利通过这些狭窄通道，反而使得这种方法在效率上不如传统水冷系统。

研究人员透过具毛细结构与汇流分布层的3D微流体通道，解决了这项难题。他们发现，微通道的形状与冷却剂在系统中的分布方式，对热效能与流体动力表现有显著影响。透过确保水与蒸气的持续流动，该团队实现了高达100,000的性能系数（COP），远胜单相水冷技术的表现。

资深作者野村政宏表示：「高功率电子设备的热管理，对于下一代技术的发展至关紧要，而我们的设计可能为所需的冷却效能开启新道路。」这种双相冷却系统的应用，可能让冷却装置更为精巧，无需开发或使用特殊冷却液体。

此外，该技术也可能解决高效能运算所面临的热管理瓶颈，使晶片在功率更强的情况下，冷却能力的需求却更少。这项技术同样可应用于雷射、光感测器、LED、雷达系统，并延伸至汽车与航太产业。由于这套系统具有被动运作的潜力，可利用液体相变产生的对流自然散热，因此可能无需额外的帮浦机构。