性能更好、功能更多、產(chǎn)生熱量也更大的未來電腦芯片（CPU）將如何散熱？兼?zhèn)湟后w降溫和氣體降溫雙重優(yōu)勢的“納米閃電”氣流降溫裝置即將閃亮登場，取代既笨拙又占地兒的現(xiàn)行散熱風(fēng)扇。它利用電極電離芯片周圍的氣體，自產(chǎn)源源不斷的小股冷風(fēng)，帶走芯片產(chǎn)生的熱量，很有可能成為CPU降溫領(lǐng)域的主流技術(shù)。

　　裝過電腦的人都知道，在目前的個人電腦上，芯片（CPU）通常要通過硅膠連接一個巨大的散熱片，在魚鰭狀的散熱片上還要安裝一個同樣巨大的風(fēng)扇來吹走熱空氣，為芯片降溫。

　　未來的電腦芯片將更為復(fù)雜，使用的電路也更多，這將使其運(yùn)行過程中產(chǎn)生更多的熱量，而目前使用的大風(fēng)扇很有可能難以適應(yīng)未來的需要，這就需要一個創(chuàng)新的降溫方法。科學(xué)家們?yōu)榇讼肓硕喾N辦法，其一是使用循環(huán)流動的液體來帶走芯片上的熱量。盡管使用液體冷卻電路的想法不錯，但它也面臨很多難以解決的技術(shù)問題，整個電腦的架構(gòu)也需要為此做出不小的改動。因此，人們更愿意沿用空氣降溫的方法，不過需要的是一種新型的空氣冷卻技術(shù)。

　　最近，美國普度大學(xué)的機(jī)械工程師就在開發(fā)一套可用于計(jì)算機(jī)芯片降溫的新技術(shù)。可以說，這種被稱為“納米閃電”（nano-lightning）的技術(shù)兼顧了液體降溫和氣體降溫的雙重優(yōu)勢。使用氣體進(jìn)行降溫卻能達(dá)到液體降溫的效果———每平方厘米40瓦。

　　新技術(shù)的原理是，在芯片上安裝著非常靠近的電極，當(dāng)給電極兩端加上電壓時，陰極就釋放出電子向陽極移動，類似于大氣中的電離云團(tuán)，電荷不均勻最終引發(fā)了類似閃電的現(xiàn)象，不過并沒有可見的火花，電子與周圍的空氣發(fā)生反應(yīng)，使氣體被電離，產(chǎn)生陽離子。氣體分子被電離時可以產(chǎn)生一種微小的氣流，就像電壓超過1萬伏特時電極間可以產(chǎn)生電暈風(fēng)（coronawind）現(xiàn)象一樣，利用這種氣流便可以給CPU有效降溫。

　　普度大學(xué)的研究受到了美國國家科學(xué)基金、半導(dǎo)體研究公司和普度研究基金的共同支持。研究人員正在為這種氣流降溫裝置申請專利。研究小組成員斯徹利茲和辛格哈爾還成立了Thorrn微技術(shù)股份有限公司來促使這一技術(shù)早日商業(yè)化。

　　據(jù)介紹，試驗(yàn)中在不到100伏特的電壓下電極間就產(chǎn)生了閃電。研究人員解釋說，之所以可以在小電壓的條件下獲得電離效果，是因?yàn)楫a(chǎn)生的是納米尺度的微小閃電，作為陰極的碳納米管的末端非常細(xì)，只有5納米寬，并且它與相對的電極間距離也僅有10微米，是人類頭發(fā)直徑的1/10。

　　按此原理設(shè)計(jì)的冷卻裝置將由兩部分組成，“離子產(chǎn)生區(qū)”負(fù)責(zé)釋放電子，陽極所在的“抽運(yùn)區(qū)”負(fù)責(zé)降溫，從而達(dá)到理想的冷卻效果。

　　在“離子產(chǎn)生區(qū)”，當(dāng)電極加壓后，電子開始向陽極移動，撞擊空氣分子產(chǎn)生陽離子，這種帶正電的電離云受到相鄰電極的吸引開始被“抽運(yùn)”，依次快速改變陽極上的電壓，電離云也會快速通過“抽運(yùn)區(qū)”，隨著離子的移動，它們不斷與中性分子發(fā)生碰撞，從而產(chǎn)生氣流為芯片降溫。只要保持電極電壓按一定頻率變換就可以得到持續(xù)的冷風(fēng)。

　　為驗(yàn)證這一理論，普度大學(xué)的研究人員進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，欲達(dá)到抽運(yùn)效果，要使用許多列陽極序列，每一列包括三個電極。第一個電極電壓最高，第二其次，第三個則是負(fù)極。依次變換相鄰電極上的電壓就可以使電荷往前移動，從而引導(dǎo)電離云向前移動。

　　目前這一技術(shù)還停留在試驗(yàn)階段，需要做進(jìn)一步研究來不斷完善并造出原型機(jī)。同時，科學(xué)家還想用一層鉆石薄膜來代替碳納米管，那樣將更堅(jiān)固也更容易制作，效果卻與用碳納米管相同。

　　由于傳統(tǒng)的風(fēng)扇占用空間很大并且比較費(fèi)電，目前筆記本電腦大多僅使用散熱片和散熱管來散熱。而使用這種新的冷卻技術(shù)，無需使用風(fēng)扇，芯片表面就能產(chǎn)生氣流來降溫，這正是這一技術(shù)的價值所在。它將增強(qiáng)筆記本的散熱能力，這樣一來，筆記本電腦就可以使用發(fā)熱量更大、性能也更好的芯片了。如果該技術(shù)得到完善，很有可能將成為CPU降溫領(lǐng)域的主流技術(shù)，它有低噪音、低成本、穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢。普度冷卻技術(shù)研究中心主任加利梅拉認(rèn)為，這種冷卻裝置體積很小，可以整合到大小為1平方厘米的芯片上，將來也許還可以使用多個同樣的裝置來共同為芯片降溫。

　　不過，盡管理論上很出色，科學(xué)家目前首先需要明確的還是到底這種技術(shù)降溫能力如何，預(yù)計(jì)定量的檢測結(jié)果將在今年夏天給出。