來源：Energy Conversion and Management

鏈接：https://doi.org/10.1016/j.enconman.2026.121237

01 背景

數(shù)據(jù)中心約40%的能耗被冷卻系統(tǒng)占用，同時高功率芯片熱流密度持續(xù)攀升，NVIDIA HGX B300 等旗艦 GPU 的熱設(shè)計功耗 (TDP) 已突破1100W，傳統(tǒng)冷卻方案面臨根本性瓶頸。主流冷卻方案存在一定的局限性，風(fēng)冷散熱能力上限低、高能耗、噪聲問題突出，無法適配千瓦級高功率芯片的散熱需求。單相直冷（冷板技術(shù)）雖換熱性能更優(yōu)，但存在噪聲、工質(zhì)泄漏、耗水量大、長期可靠性不足等行業(yè)痛點(diǎn)?，F(xiàn)有兩相浸沒冷卻受限于芯片有效換熱面積、介電流體固有臨界熱流密度 (CHF) 低的缺陷，難以同時實(shí)現(xiàn)>1000W 的超高散熱功率與<85℃的芯片安全結(jié)溫，成為制約高算力芯片發(fā)展的核心卡點(diǎn)。

近日，中國科學(xué)院大學(xué)李驥團(tuán)隊(duì)提出了一種混合冷卻結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將平板熱管與雙面雙層多孔表面的沸騰強(qiáng)化和兩相浸沒冷卻相結(jié)合，并對這種獨(dú)特的平板熱管進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。該解決方案成功地消耗了1200 W（106.4 W/cm2），同時將芯片結(jié)溫保持在安全的84.8 ° C，與實(shí)心銅塊相比，最大散熱能力提高了79.6%。研究還定量證明，底部填充提供了一定程度的操作穩(wěn)健性，在400 W至1000 W的功率下，從部分干燥開始持續(xù)運(yùn)行。相反，過度填充被證明是有害的，產(chǎn)生的最大散熱能力比實(shí)心銅塊低約19.7%。這些結(jié)果證實(shí)了所提出的集成架構(gòu)，該架構(gòu)利用了有效的熱擴(kuò)散和增強(qiáng)的沸騰，為下一代高功率電子器件提供了高效、可靠的熱管理解決方案。研究成果以“Passive two-phase immersion cooling achieving over 1000 W per chip via porous coated flat plate heat pipes” 為題，發(fā)表于《Energy Conversion and Management》期刊。