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1000W/cm²怎么散?两相热管理技术全面解析

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来源:International Communications in Heat and Mass Transfer

链接:https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2026.110521

01 背景

随着AI、5G、数据中心、新能源车、3D堆叠芯片等技术发展,电子芯片的热流密度已从传统的40 W/cm² 上升至1100 W/cm²。传统风冷和单相液冷因空气比热容低、对流换热系数有限、泵功耗大、温度梯度大等物理限制,难以满足高功率芯片的散热需求。研究表明:芯片温度每升高10°C,可靠性降低50%;每降低1°C,失效率降低4%。约50%的电子设备故障源于过热。因此,发展高效的两相冷却系统成为解决高热流密度散热问题的关键路径。

02 成果掠影

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近日,山东大学辛公明、张井志团队系统性地回顾了面向高功率电子芯片的先进冷却技术,重点围绕两相冷却系统,从被动式毛细驱动到主动式泵驱系统,深入分析了其工作原理、关键技术、最新进展及未来挑战。聚焦高热流密度电子器件两相热管理策略,系统对比被动毛细驱动(LHP/CPL)与主动泵驱两相冷却两大技术路径,重点剖析压电微泵的微型化、精准控流优势,以及歧管微通道(MMC)蒸发器的流道优化创新;明确40–1100W/cm²为新一代芯片核心散热区间,指出压电微泵 + 优化型歧管微通道协同是突破先进计算热瓶颈的关键方案,同时梳理了两类系统的技术短板与未来研发方向。研究成果以“A brief review of two-phase thermal management strategies for high heat-flux electronics” 为题,发表于《International Communications in Heat and Mass Transfer》期刊。


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