Ω槽道热管。中国科学院金属研究所供图

本报讯（记者张楠）近日，中国科学院金属研究所研究员宋鸿武团队联合白俄罗斯科学院和江西耐乐铜业有限公司，成功研发出一种基于“电化学沉积增材制造”的新型热管制造技术，攻克了Ω（欧米伽）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。

当前，高性能芯片的算力需求呈指数级增长，导致功耗大幅攀升。同时，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瓶颈。无氧铜热管是目前电子散热领域的主流方案之一，但现有梯形、矩形等沟槽式微热管已接近传热性能上限。

截面像希腊字母Ω的新型槽道热管，有望成为下一代电子散热的主流方案。它的弧形结构能产生更强的吸力，“Ω”使内表面积进一步增大，并且可完美实现液-汽分离运行，理论上导热能力可达纯铜的1000倍。

然而，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，这道难题困扰业界多年。

为此，科研团队另辟蹊径，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，使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，他们像搭积木一样，让铜原子从底部到顶部逐渐改变堆叠的疏松程度，自然形成孔径从几十纳米到几微米的连续梯度变化。整个过程就像在微观世界里“种”出一片孔洞大小渐变的珊瑚礁。

这种“种”出来的梯度吸液芯，毛细吸力是传统铜粉烧结结构的2倍。这意味着液体回流速度翻倍，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，彻底解决了传统工艺中结构匹配性差、界面热阻高等问题，也为人工智能算力中心、5G（第五代移动通信技术）基站、电动汽车等高温、高热流密度场景提供了一种全新的散热思路。