不知不觉中，
我们的生活已然被芯片包围了。
很多人手里都不止一个手机或者平板。
上班用电脑，下班有智能家电，
上下班开车，车里还有十几二十个电脑。
便捷的生活很大程度上
就来自这些包围我们的芯片。
芯片性能的提升
当然也关乎我们的幸福指数。
别管几纳米的加工技术，
总之就是晶体管越做越小，越来越密，
从平房到高层呗。
这么聚集当然会提升效率，
不过也带来一个难以忽视的问题
——发热和散热。
就像人类城市每天会产生海量垃圾一样。
芯片产生的废物虽然不成形，
但一样不能忽视。
我国的许多数据中心是建在
云贵山区或者四川水电站的附近，
而微软公司2018年
直接把一个数据中心建在了海底。
就是因为给芯片散热需要耗费大量的电。
如果把数据中心建在市中心，
其中有20%的成本在买空调上面，
运营中40%的费用是空调的电费。
有预测数据显示，
我国数据中心的用电量
将会达到全国总用电量的3%，
其中很大一部分就是空调用电。
芯片散热问题，
已经让全球每年付出数百亿美元的成本。
其实造成这一现状的原因
主要还是目前的散热方式效率太低。
咱电脑里的芯片，
可并不是一个裸露的硅晶圆，
而是经过了层层的外部封装之后
组成的一个微小系统。
以英特尔公司的桌面处理器芯片为例，
大概是10平方厘米，厚有2-3毫米。
但是其中真正工作和发热的核心，
也就是硅晶圆部分，
面积大概是几十平方毫米，
厚度只有零点几毫米。
也就是说，
在工作时候真正发热的硅晶圆部分，
已经是被芯片的封装外壳，
包裹得严严实实的。
而我们是怎么给它散热的呢？
通常是把一块金属散热片
贴在芯片的外壳上，
然后用液体流通，或者风扇吹风的方式，
给这块散热片降温，
间接地降低芯片内部的温度。
这就像是你在健身房里面练的汗流浃背，
空调却对着整个大楼的外立面吹风一样，
这散热效率可想而知。
不过前段时间
瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员
独辟蹊径。
他们采用了所谓微流体芯片的技术，
直接把散热的渠道设计到了芯片里面。
具体来说，就是在芯片的衬底层，
通过精细的工艺，
加工出了一套复杂而精密的管道系统，
这些管子的直径只有微米量级喔。
这样芯片在工作的同时，
它下面的管道层里面会持续有细微的水流进出，
通过这种方式在芯片发热的源头，
直接把热量带走。
有点像人的毛细血管散热，
这样彻底解决了以往
给芯片散热“隔靴搔痒”的问题。
研究人员用这种技术成功地
将一块手机充电器里常见的
氮化镓功率芯片的温度变化
控制在了60℃以内。
而如果没有这套散热系统，
这块芯片很可能会变成一块“电烙铁”。
这套液体冷却系统的散热能力
可以达到惊人的1700瓦每平方厘米。
什么概念呢？
火箭发动机喷嘴发热功率
大概也只有1千瓦每平方厘米。
不知道有一天会不会有猛人
穿着这种散热服站在火箭发射架下头。
总之，我们的生活在一点点变好。
榕哥还是那句话，
发展带来的问题，就让发展去解决吧。
别回头，也用不着回头。
「榕哥烙科」芯片散热，发自内“芯” 来源：中国数字科技馆
