如何提高散熱效率?蘭洋科技:把它浸入導熱液!
2020-11-27 網易科技（原標題：如何提高散熱效率？蘭洋科技：把它浸入導熱液！）
更高效的散熱解決方案現在是全球頂尖實驗室研究的方向，而這家中國的初創企業已經拿出了成熟的商用方案。
當設備的性能強大到了一定的程度的時候，散熱往往是阻止性能進一步提升的原因。以常見的主機電腦為例，常見的散熱方式有風冷散熱和水冷散熱。無論是哪一種散熱方式，基本都只能重點照顧某一區域的散熱，而機箱整體的溫度卻沒辦法散出去。
如何構建一套散熱效率更高的方案呢？部分企業將目光瞄準了浸入式液態散熱的方式——把需要進行散熱的設備，整個都浸泡在易蒸發的導熱液中，通過沸騰的方式帶走熱量。
這種方式簡單高效，並且目前這一方案已經被阿里雲應用在自家的伺服器散熱上面了。不過，這種解決方案存在的問題也很明顯：由於需要依賴液體沸騰散熱，註定了它無法做到絕對性密封，並且沸騰產生的噪音和如何小型化也是需要解決的問題。
雷神新品發布會上，展區裡擺放了一臺浸沒式液冷主機，這讓鈦媒體看到了浸入式液態散熱解決方案的希望。這臺遊戲主機的內膽是全封閉式的，並且所有的元器件都浸泡在導熱液裡。據悉，為雷神電腦提供液冷技術支持的是一家位於寧波的初創公司——蘭洋（寧波）科技有限公司，（簡稱：蘭洋科技）
浸入式液態散熱提升PC性能背後的秘密：更高的熱傳導效率
蘭洋科技採用的導熱液並非是3M NOVEC 電子氟化液，並且它的散熱方式也不依託於導熱液沸騰蒸髮帶走熱量，而是採用高熱傳導性能的新型導熱液體。「我們採用的導熱液體具備低腐蝕性，低粘滯度，高化學穩定性，高絕緣性，高液體流動力，高熱傳導性能，無毒無味等特性」負責技術方面的創始人林子傑博士介紹道，「浸沒在導熱液裡的電子元器件能與導熱液充分進行熱交換，再依託於外部的散熱裝置將導熱液中存儲的熱量傳遞出去。」
由於不需要沸騰帶走熱量，所以蘭洋科技的浸入式液態散熱技術能做到將導熱液絕對封裝在機箱內，這樣既能保證元器件運行的性能，又能提高散熱效率，同時還能大大縮小設備體積。
除了核心的導熱液之外，蘭洋科技的另一個核心層面的技術就在於外部用於散熱的熱交換系統。中學物理學告訴我們，通過加快液體的流動速度能夠帶走熱量，並且流體的流速不同，遇到不同障礙物會形成複雜的湍流區域，而這個區域是可控的。
林博士此前在日本國立熊本大學主攻的方向便是熱流和熱力學方向。他在散熱裝置中設計了一個比較複雜的湍流區域，從而能夠控制導熱液迅速流動到外部指定區域，帶走整個設備內部的熱量。
同時，內膽採用顆粒處理與流體接觸的固體表面結構，使導熱液體與最外層固體材料之間的熱傳導性得到提高。相比於傳統方式連接固液材料的熱傳導性，該結構能夠將性能提高33%-48%。
這幾項技術的疊加就實現了電子元器件散熱全覆蓋，以及導熱液熱交換效率的提升，從而能快速降低整體設備溫度。
在產品發布會上，雷神展示的與蘭洋科技合作打造的浸入式液冷設備可以讓CPU與GPU工作溫度與室溫的溫差控制在50°C以內，達到近最佳工作溫度。
同時蘭洋科技還展示了一組數據：在室溫平均約18°C的條件下，對硬體相同配置的三臺PC應用不同的散熱方式，使用專業的CPU拷機軟體「Furmark」進行了三小時十五分鐘的極限拷機實驗。
採用風冷方式散熱的設備，在極限拷機下17分鐘GPU達到82°C，達到溫度牆，晶片開啟過溫降頻保護機制，停止測試。水冷式散熱在125分鐘時，溫度達到近乎穩定狀 態，溫度穩定在70°C，浸入式散熱方式在2分鐘後就穩定在43°C。
除了PC散熱，浸入式液態散熱還有更多的應用場景
浸入式液態散熱技術在輔助PC散熱上面的表現十分優異，蘭洋科技將會就這一套技術推出定製性的服務，為高端玩家打造極致性能的設備。不過，蘭洋科技的這項浸入式液態散熱整體解決方案在小型設備上的應用顯然有更多的應用場景，比如說投影儀散熱，甚至是手機散熱。
這項技術應用在投影儀產品上面，可以說是打破常規。眾所周知，投影儀的流明往往跟設備的體積成正相關，但是蘭洋科技的這項液冷技術可以在縮小設備體積的同時提高流明，並且做到百分之百的靜音。
「把整個手機的後蓋充滿我們的導熱液，將電子元器件，甚至是電池都浸入在它裡面，就能起到提升散熱效果的作用」林博士表示，「雖然手機內部沒有散熱風扇，但只要手機保持移動，那就能給導熱液一個流動的速度，從而實現快速散熱的效果。並且我們的導熱液完全絕緣且無腐蝕性，即使浸沒元器件25年，成分依然不會發生任何變化，也不會對電子元器件產生任何影響。」
除了民用產品之外，蘭洋科技還將視線放到了市場前景更為廣闊的IDC（Internet Data Center，網際網路數據中心）上面。
有數據表明：2018年全國數據中心總用電量為1609億千瓦時，相當於三峽大壩的全年發電量，而這其中製冷系統的功耗就佔了40%。今後隨著5G技術和物聯網的大規模普及，數據中心所需要承載的負荷將會更大。
過去的解決方案都是將數據中心遷移到溫度較低的地區，比如說微軟就選擇將數據中心安置在海水裡，Facebook則是選擇了氣溫更低的北極地區。這也表明了現在市場內的各大數據中心亟需一套更高效率的散熱解決方案。
「我們的散熱技術佔地面積小，使用成本也相對較低，」林博士表示，「最為關鍵的是，我們也可以把散出來的熱量進行熱能回收，把它轉化為機械能或者電能，再為數據中心或者基站進行供電。」
「運用我們技術的數據中心運維成本也會相應地降下來。浸入式散熱方案首先就不需要空調維持溫度，」蘭洋科技的另一位聯合創始人莫景傑補充道，「也不需要保持溼度和除塵，因為所有的電子元器件都是浸入在導熱液裡面的。我們的導熱液基底材質與女性用的化妝品沒有太大差別，對於人體是無害的。」
目前蘭洋科技已經開始與不同的企業，以及電信運營商進行接觸，開始就數據中心和信號基站散熱方面的設計展開合作。未來可能會把整個面向企業級的業務，與面向消費者的業務，比如PC散熱，投影儀散熱等等，剝離開來。
因為這一項散熱解決方案，蘭洋科技在三個月內拿到了洪泰基金、大米創投、寧波天使引導基金千萬級天使風險投資，並在2019年被《麻省理工科技評論》作為科技創新代表推選為「最具創新活力公司」。
就市場發展前景而言，無論是消費級產品，還是企業級產品都對於更高效的散熱解決方案有著強烈的需求。毫無疑問，蘭洋科技的浸入式液態散熱解決方案是目前世界上較為前沿的技術——更為關鍵的是，這項技術不僅能實現更高效的散熱，還能將交換出來的熱能進行進一步地利用，達到節能減排的目的。未來我們也許能看到更多的產品搭載上這項解決方案，並給我們帶來更好的產品使用體驗。
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