科技日报记者 杨仑
近日，中国科学院金属研究所联合白俄罗斯科学院、江西耐乐铜业有限公司，研发出一种基于“电化学沉积增材制造”的新型热管制造技术。这项技术一举攻克了Ω形槽道热管内部“梯度多孔铜吸液芯”难以原位成形的国际难题，为高性能芯片散热提供了关键材料支撑。
在新一代人工智能、大数据、云计算等产业高速发展的背景下，高性能芯片算力需求呈指数级增长，功耗大幅攀升。由于芯片封装尺寸不断缩小，使得热流密度急剧升高，狭小空间内的散热问题成为制约算力释放与系统可靠性的关键问题。
当前，截面像希腊字母“Ω”（欧米伽）的新型槽道热管，被认为是下一代高性能电子散热的重要发展方向。其弧形结构能产生更强的吸力，等效导热能力理论上可达纯铜的数百倍至千倍。
但Ω槽道形状复杂，内部空间狭窄，用传统粉末烧结或机械加工方法无法在里面“雕”出这种梯度多孔结构，这道难题困扰了业界多年。
中国科学院金属研究所宋鸿武研究员团队另辟蹊径，开发出一项电化学沉积增材制造技术。他们把Ω铜管泡在特制的铜盐溶液里，用电镀方法，铜离子在槽道表面一层一层“生长”出来。通过精准控制电流和时间，铜离子在电场作用下持续沉积、生长，如同一片不断生长的“铜珊瑚”。
这种“种”出来的梯度吸液芯性能优异，毛细吸力是传统铜粉烧结结构的2倍，极大降低了“烧干”风险；而装配这种新吸液芯的Ω槽道热管，单管可散热的功率比传统直槽管提高了1倍。该工艺无需二次组装，一步完成梯度吸液芯与Ω槽道的牢固结合，解决了传统烧结或填充工艺中结构匹配性差、界面热阻高等问题。
这项突破不仅解决了Ω槽道与梯度吸液芯“一体化制造”的国际难题，也为AI算力中心、5G基站、电动汽车等高热流密度电子器件的热管理提供了新的技术方案。
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