高性能芯片的散热难题,正日益成为制约算力充分释放的关键瓶颈。近期,中国科学院金属研究所联合白俄罗斯科学院、江西耐乐铜业有限公司,提出了一种全新解决方案——他们成功研发出一项“电化学沉积增材制造”技术,在热管内部“生长”出梯度吸液芯,有效解决了Ω形槽道热管内部难以原位成形的国际性技术难题。

随着AI、大数据、云计算等产业的高速发展,芯片算力需求呈现指数级增长,功耗也随之大幅攀升。然而,封装尺寸却在不断缩小,导致热流密度急剧升高——在有限空间内如何高效散热,已成为决定系统可靠性的关键因素。
目前,截面形状类似希腊字母“Ω”(欧米伽)的新型槽道热管,被业界视为下一代高性能电子散热的重要方向。其弧形结构能够产生更强的毛细吸力,等效导热能力理论上可达纯铜的数百倍乃至上千倍。然而,Ω槽道结构复杂、内部空间狭窄,传统粉末烧结或机械加工方法根本无法在其内部“雕刻”出梯度多孔结构——这一技术难题已困扰行业多年。
中国科学院金属研究所宋鸿武研究员团队另辟蹊径。他们将Ω铜管浸泡在特制铜盐溶液中,采用电镀工艺,使铜离子在槽道表面逐层“生长”沉积。通过精确控制电流与时间,铜离子在电场作用下持续沉积、生长,形成类似“铜珊瑚”的多孔结构。这种“种”出来的梯度吸液芯,其毛细吸力是传统铜粉烧结结构的2倍,极大降低了“烧干”风险;装配这一新型吸液芯的Ω槽道热管,单管散热功率相比传统直槽管提升了1倍。更关键的是,该工艺无需二次组装,可一步完成梯度吸液芯与Ω槽道的牢固结合,有效解决了传统烧结或填充工艺中结构匹配性差、界面热阻高等问题。
这一突破不仅攻克了Ω槽道与梯度吸液芯“一体化制造”的国际性难题,也为AI算力中心、5G基站、电动汽车等高热流密度电子器件的热管理,提供了一种全新的技术方案。
