東京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種新型散熱技術(shù),運(yùn)用水的相變特性來提升散熱效率。根據(jù)“SciTech Daily”報(bào)導(dǎo),水在從液態(tài)轉(zhuǎn)為氣態(tài)(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,由于冷卻劑需流經(jīng)內(nèi)建于芯片中的極細(xì)毛細(xì)渠道,蒸氣經(jīng)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(tǒng)水冷系統(tǒng)。
研究人員通過具毛細(xì)結(jié)構(gòu)與匯流分布層的3D微流體通道,解決了這項(xiàng)難題。他們發(fā)現(xiàn),微通道的形狀與冷卻劑在系統(tǒng)中的分布方式,對熱性能與流體動力表現(xiàn)有顯著影響。通過確保水與蒸氣的持續(xù)流動,該團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了高達(dá)100,000的性能系數(shù)(COP),遠(yuǎn)勝單相水冷技術(shù)的表現(xiàn)。
資深作者野村政宏表示:“高功率電子設(shè)備的熱管理,對于下一代技術(shù)的發(fā)展至關(guān)緊要,而我們的設(shè)計(jì)可能為所需的冷卻性能開啟新道路。”這種雙相冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用,可能讓冷卻設(shè)備更為精巧,無需開發(fā)或使用特殊冷卻液體。
此外,該技術(shù)也可能解決高性能計(jì)算所面臨的熱管理瓶頸,使芯片在功率更強(qiáng)的情況下,冷卻能力的需求卻更少。這項(xiàng)技術(shù)同樣可應(yīng)用于激光、光傳感器、LED、雷達(dá)系統(tǒng),并延伸至汽車與航太產(chǎn)業(yè)。由于這套系統(tǒng)具有被動運(yùn)作的潛力,可利用液體相變產(chǎn)生的對流自然散熱,因此可能無需額外的泵機(jī)構(gòu)。