随着算力需求持续攀升，下一代高功率芯片的热管理已成为制约性能与可靠性的核心瓶颈。传统风冷、单相液冷等方案难以满足千瓦级芯片的散热需求，两相浸没式冷却（TPIC）凭借被动池沸腾、高换热效率、低运行能耗等优势，成为数据中心与高性能计算的主流下一代散热方案。
然而，该技术在实际落地中仍面临多重挑战：芯片直接浸没时沸腾效率低、高功率下温度均匀性差、热点温度易突破 70℃安全阈值；现有强化散热结构多聚焦于宏观面积拓展或微纳核心改性，缺乏多尺度协同设计；同时，商用冷却液性能与成本难以兼顾，垂直安装场景下的热梯度问题突出。更关键的是，针对 “均热板 + 强化散热器” 一体化、同时解决热点抑制与温度均匀性的系统性研究尚未完善。
近日，清华大学曹炳阳、李斌团队携手联想郝京阳团队提出一种集成式多尺度结构散热器，将均热板均热功能与多尺度表面强化沸腾相结合，为两相浸没式冷却在高功率芯片上的工程化应用提供了全新解决方案。本研究面向下一代大功率芯片两相浸没式冷却的温度均匀性差、高负荷下壳温易超标的关键问题，提出一种集成均热板的一体化多尺度结构散热器，通过宏观柱翅阵列、微观锯齿结构与纳米石墨烯涂层协同强化沸腾传热，并结合均热板高效均热特性，显著改善芯片热扩散与温度分布均匀性。实验结果表明，在 600 W 功率负荷下，该散热器可将芯片最高壳温稳定控制在 65 ℃以下，系统热阻低于 0.026 ℃/W，芯片最大温差由 14.3 ℃降至 3.8 ℃，均匀性提升 75%，平均壳温降低 22.1%，平均热阻降低 6.4%，综合性能优于现有同类方案；数据外推显示其可满足千瓦级芯片散热需求。该方案工艺可量产、适配低成本氟化冷却液，能直接替代传统风冷方案，为下一代高密度计算系统与数据中心高效低碳热管理提供了可行技术路径。研究成果以“An integrated multi-scale structured heat sink for the efficient heat dissipation of two-phase immersion-cooled chips，发表于《Thermal Science and Engineering Progress》期刊。
信息来源：Thermal Science and Engineering Progress 、https://doi.org/10.1016/j.tsep.2026.104495
艾邦建有服务器液冷散热交流群，聚焦服务器液冷技术前沿，涵盖冷板/浸没/喷淋式方案设计、材料升级（耐腐蚀管路、密封件创新）、CDU运维与能效优化、政策标准解读（PUE、OCP规范）等。欢迎大家加入我们，共绘服务器液冷散热未来！
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液冷技术通过冷却液直接/间接接触热源，核心结构包括：
- 热交换核心 ：冷板（CPU/GPU专用）、CDU（冷量分配单元）；
- 循环网络 ：Manifold分液器、EPDM/PTFE管路、快接头；
- 动力与控制 ：变频循环泵（如飞龙股份电子泵）、智能温控系统。
主流方案中，冷板式兼容现网改造（占存量市场80%），浸没式为超算首选（PUE逼近1.0）。
2025年AI服务器的产值超过4000亿美元，年增45%。随着英伟达从Hopper系列向Blackwell系列转换，整个AI服务器产值提升。预计今年AI服务器的市场占有率会从去年的66%突破到今年的70%以上；另外，液冷散热方案的渗透率也有望从去年的14%提升到今年的30%。
涉及的材料有：铜、铝、复合金属材料、金属焊接材料、不锈钢、氟塑料、橡胶材料、密封材料、特种工程塑料、导热散热材料，热界面材料等
按照部件来分有：冷却塔、管道、CDU 液冷换热单元、CDU 液冷板、接头、歧管、主泵和辅泵、流量控制系统、过滤系统等
系统集成方面有：空调、机柜、传感器、电源、泄漏检测、控制单元等
按照产业链来区分有：互联网企业，云服务器企业，代工企业、各个零部件企业、材料企业等；
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