近日，东京大学工业科学研究所研究人员发表了一项新的有关于芯片冷却技术的研究，可显著提升芯片冷却的性能。
该研究显示，目前最具前景的芯片冷却方法包括直接在芯片内部嵌入微通道，这些通道允许水从中流过，能有效地吸收热量并将其从热源处转移走，即前述的间接液冷方式。
然而，这项技术的效率受到水的显热的限制。显热指的是，在不引起物质相变的情况下升高其温度所需的热量。水的相变潜热，即在沸腾或蒸发过程中吸收的热能，大约是其显热的7倍。该研究的第一作者Hongyuan Shi解释道：“通过利用水的潜热，可以实现两相冷却，从而在散热方面显著提高效率。”
此前的研究已经显示出两相冷却的潜力，同时也凸显了这项技术的复杂性，这主要是因为在加热后难以控制气泡的流动。最大限度地提高热传递效率取决于多种因素，包括微通道的几何形状、两相流调节以及流阻。
这项研究描述了一种新型水冷系统，该系统由三维微流控通道结构组成，利用了毛细结构和歧管分布层。研究人员设计并制造了各种毛细几何形状，并在一系列条件下研究了它们的特性。
研究发现，冷却剂流过的微通道的几何形状，以及控制冷却液分布的歧管通道，都会影响系统的热性能和水力性能。
所测得的有用冷却输出与所需能量输入之比，即性能系数（COP），最高达到了10的5次方，这标志着相对于传统冷却技术的显著进步。
该研究的资深作者Masahiro Nomura表示：“大功率电子设备的热管理对于下一代技术的发展至关重要，我们的设计可能为实现所需的冷却方式开辟新途径。”
具备高性能的电子产品依赖于先进的冷却技术，这项研究可能有助于最大限度地提高未来设备的性能，并实现碳中和的目标。