熱管制造技術給高性能芯片“退燒”

　　7月30日，記者從中國科學院金屬研究所獲悉，該所聯合白俄羅斯科學院、江西耐樂銅業有限公司，近日研發出一種基于電化學沉積增材制造的新型熱管制造技術。這項技術一舉攻克了Ω槽道熱管內部“梯度多孔銅吸液芯”難以原位成形的難題，為高性能芯片散熱提供了關鍵材料支撐。

　　在新一代人工智能、大數據、云計算等產業高速發展的背景下，高性能芯片算力需求呈指數級增長，功耗大幅攀升。由于芯片封裝尺寸不斷縮小，使得熱流密度急劇升高，狹小空間內的散熱問題成為制約算力釋放與系統可靠性的關鍵問題。

　　當前，截面像希臘字母Ω的新型槽道熱管，被認為是下一代高性能電子散熱的重要發展方向。其弧形結構能產生更強的吸力，等效導熱能力理論上可達純銅的數百倍至千倍。

　　但Ω槽道形狀復雜，內部空間狹窄，用傳統粉末燒結或機械加工方法無法在里面“雕”出這種梯度多孔結構。

　　研究團隊另辟蹊徑，將Ω銅管泡在特制的銅鹽溶液里，用電鍍方法，讓銅離子在槽道表面一層一層“生長”出來。通過精準控制電流和時間，銅離子在電場作用下持續沉積、生長，如同一片不斷生長的“銅珊瑚”。

　　這種“種”出來的梯度吸液芯性能優異，毛細吸力是傳統銅粉燒結結構的2倍，極大降低了“燒干”風險；而裝配這種新吸液芯的Ω槽道熱管，單管可散熱的功率比傳統直槽管提高了1倍。該工藝無需二次組裝，一步完成梯度吸液芯與Ω槽道的牢固結合，解決了傳統燒結或填充工藝中結構匹配性差、界面熱阻高等問題。

　　這項突破為AI算力中心、5G基站、電動汽車等高熱流密度電子器件的熱管理提供了新的技術方案。