利用沸水帶走熱能 日本研發出效率提高七倍的晶片冷卻技術

東京大學的研究團隊研發出一種新型散熱技術，運用水的相變特性來提升散熱效率。根據「SciTech Daily」報導，水在從液態轉為氣態（即沸騰）時，吸收的能量是一般流動水冷卻的七倍，因此能捕捉與消散更多熱量。不過，由於冷卻劑需流經內建於晶片中的極細毛細管道，蒸氣經常難以順利通過這些狹窄通道，反而使得這種方法在效率上不如傳統水冷系統。

研究人員透過具毛細結構與匯流分布層的3D微流體通道，解決了這項難題。他們發現，微通道的形狀與冷卻劑在系統中的分布方式，對熱效能與流體動力表現有顯著影響。透過確保水與蒸氣的持續流動，該團隊實現了高達100,000的性能係數（COP），遠勝單相水冷技術的表現。

資深作者野村政宏表示：「高功率電子設備的熱管理，對於下一代技術的發展至關緊要，而我們的設計可能為所需的冷卻效能開啟新道路。」這種雙相冷卻系統的應用，可能讓冷卻裝置更為精巧，無需開發或使用特殊冷卻液體。

此外，該技術也可能解決高效能運算所面臨的熱管理瓶頸，使晶片在功率更強的情況下，冷卻能力的需求卻更少。這項技術同樣可應用於雷射、光感測器、LED、雷達系統，並延伸至汽車與航太產業。由於這套系統具有被動運作的潛力，可利用液體相變產生的對流自然散熱，因此可能無需額外的幫浦機構。