高性能チップの「熱暴走」を防ぐ、革新的なヒートパイプ製造技術

中国科学院金属研究所は、ベラルーシ科学院、江西耐楽銅業有限公司と共同で、電解堆積積層造形（アディティブ・マニュファクチャリング）を基盤とした新しいヒートパイプ製造技術を開発しました。この技術は、Ω（オメガ）型溝付きヒートパイプ内部の「勾配多孔質銅吸液芯」をその場で形成する難題を克服し、高性能チップの放熱に不可欠な材料サポートを提供します。

次世代AI、ビッグデータ、クラウドコンピューティングなどの産業が急速に発展する中、高性能チップの演算能力への需要は指数関数的に増加し、消費電力も大幅に上昇しています。チップのパッケージングサイズが縮小するにつれて熱流密度が急激に上昇し、狭い空間での放熱問題が、演算能力の解放とシステムの信頼性を制約する重要な課題となっています。

現在、ギリシャ文字のΩに似た断面を持つ新型溝付きヒートパイプは、次世代高性能電子機器の放熱における重要な開発方向と考えられています。その湾曲構造はより強い吸引力を生み出し、理論的には純銅の数百倍から千倍に相当する等価熱伝導能力を発揮します。

研究チームは、独自のルートを開拓し、Ω型銅管を特製の銅塩溶液に浸し、電気めっき法を用いて銅イオンを溝表面に一層ずつ「成長」させることに成功しました。この新しい吸液芯を組み込んだΩ型溝付きヒートパイプは、単管で従来の直溝管と比較して1倍の放熱能力向上を実現しました。このブレークスルーは、AIコンピューティングセンター、5G基地局、電気自動車などの高熱流密度電子デバイスの熱管理に新たな技術ソリューションを提供します。

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