電子產品冷卻新技術

admin 2011-08-27

圖6. 噴射沖擊冷卻系統

圖7. 高熱傳導界面系統優化了熱量的擴散

圖8. 樹木的循環系統3D 模型，有點類似于人體的血液循環系統。

圖9. 電子顯微鏡下看到的層級管道噴射交叉區域，藍色箭頭代表水流。

圖10. 噴射沖擊冷卻系統和需要散熱的芯片（這個散熱系統安置在一個幾克重的純銅散熱片上。）

3 復合型冷卻方式:半導體+水冷混合型CPU散熱器

圖11. Freezone CPU Cooler

Freezone CPU Cooler 是CoolIT 公司06 年推出的一款處理器散熱產品。與一般的風冷散熱器不同，Freezone CPU Cooler使用了半導體+水冷的技術，其半導體制冷片安裝在水冷塊與散熱片之間，用來降低循環水的溫度。

復合型散熱器可以發揮半導體制冷及水冷各自的優勢。

圖12. Freezone CPU Cooler 的工作流程

4 液態金屬冷卻

2002年，在全面分析各類散熱技術優缺點的基礎上，中科院理化技術研究所研究員劉靜等首次提出了液態金屬芯片散熱技術。

液態金屬芯片散熱技術的關鍵突破就在于，首次在計算機熱管理領域中引入了概念嶄新的冷卻工質，即在流道內流動的工質并非常規所用的水、有機溶液等，而是在室溫附近即可熔化的低熔點金屬如鎵或更低熔點的合金如鎵銦等，由于液

態金屬具有遠高于水、空氣及許多非金屬介質的熱導率，且具有流動性，因而可實現快速高效的熱量輸運能力，這相對于已有的散熱方式是一個觀念性的革新。

這種低熔點液態金屬以遠高于傳統流動工質的熱傳輸能力，最大限度地解決了高密度能流的散熱難題。特別是由于采用了液體金屬，散熱器可做得很小，且易于通過電磁泵驅動，由此可實現集成化的超微型散熱器。

圖13. 液態金屬CPU 散熱器

圖14是丹麥Danamics 公司08年7月發布的一款采用液態金屬散熱方式的CPU散熱器，型號LM10。LM10外形看起來和普通散熱器相同，只是頂部多了一個電磁泵，以驅動內部某種液態金屬在導管內流動，其能耗還不到1W。

5 離子風冷卻

在電場強度大的不均勻電場中，帶電體與對置電極之間發生的全部空氣擊穿，并伴有發光、爆破聲音的放電叫做火花放電。在發生火花放電之前，電場強度大的空間以局部擊穿形式表現出的放電現象，稱為電暈放電。空氣中發生電暈放電時，將同時產生“嘶嘶”的聲音和離子風，前者稱為電暈聲，后者稱為電暈風(Corona Wind)。

美國的普渡大學（Purdue University）研究人員于07年發布了其離子風（電暈風）冷卻系統。該系統利用一個電暈風裝置（離子引擎）產生帶正電離子，并朝向帶負電離子飛去，從而在電路芯片上方產生對流風，即可用于冷卻電子產品內部的組件。

根據資料，該系統目前已經能夠比傳統風扇多出 150% 的效力（2.5倍），不過除了在冷卻力上的突出之外，研究人員還想要在尺寸上更加的進步，希望能比目前的原型系統再小上百倍，目前該系統的一個冷卻單位也不過是數公厘（毫米）的大小而已。

稍后，美國Thorrn Micro 技術公司的兩位工程師Dan Schlitz 和Vishal Singhal在美國加州圣何塞舉行的第24屆半導體熱工測量、建模與處理08年年會上展示了他們在美國國家科學基金會(NSF)資助下耗時六年取得的最新成果：固態風扇RSD5。