CPU:迟来的巨人 液态金属如何改变散热行业？

在经历了前段时间一些列硅脂、液态金属导热剂的测试，得出的结果领笔者侧目，市场上绝大部分的高端硅脂在处理器睿频下温差最高不过5摄氏度。而液金在相同的配置下则可以直接拉开十摄氏度左右的差距，但液金并不是什么新鲜东西，此前一直在高端领域活跃，近几年才出现在大众的视线里。

液态金属导热剂在民用之前，常用与高能量密度的界面，比如舰载激光炮，激光切割器，又或者在核电站里作为换热液体。而最近几年产出的比特币矿机有的也在用液态金属导热剂在界面上。

部分比特币矿机在使用铋基合金导热

液态金属导热剂一般分为两种，镓基合金与铋基合金，镓基合金制作的液态金属导热剂一般都是常温液态，比如开盖常客酷冷博。铋基合金一般为常温固态，应用在导热剂的产品里就是液态金属导热片。

人民日报：以标准建设推动区块链产业发展:金色财经报道，《人民日报》（2023年07月28日 第05版）刊文，区块链技术领域出台了首个国家标准。不久前，《区块链和分布式记账技术参考架构》正式发布，对区块链系统的功能架构、核心要素等作出规范，为产业界统一对区块链概念的认识、建设完善区块链系统、选择使用区块链服务提供参考指引。这一标准是指导我国区块链技术应用和产业发展的基础性、通用性标准，目前已在上百家典型区块链企业中得到应用。

建立标准，是一个行业走向成熟的标志之一。区块链技术兴起短短数年间，在金融、能源、供应链、司法等领域的应用不断拓展。此前，我国发布了数十个区块链行业、团体标准，但标准落地效果不够理想，不同区块链系统之间也缺乏“共同语言”。制定国家标准，有助于实现不同区块链系统之间的信息安全可信交互，建设开源生态，加快打造完备的区块链产业链。[2023/7/31 16:07:39]

传统硅脂已经达到极限

LVMH集团主席：我们只会用NFT卖真正的鞋和真正的酒:4月23日消息，法国奢侈品巨头 LVMH （路威酩轩）集团在巴黎卢浮宫卡鲁塞尔厅（Carrousel du Louvre）召开了2023年度股东大会，集团主席/首席执行官Bernard Arnault在会上表示，当我们有NFT的时候，我们会用它来卖一只真正的鞋，一瓶真正的酒。

据了解，LVMH旗下的许多奢侈品牌都曾深入涉足Web 3.0领域，包括集团旗舰品牌路易威登推出的“Louis: The Game”NFT游戏；迪奥开出的元宇宙体验店以及元宇宙展览在路上（ON THE ROAD）；芬迪与比特币硬件钱包制造商Ledger合作推出的Web 3.0配饰；轩尼诗推出基于NFT的Web3社交俱乐部；泰格豪雅接受加密货币支付等等。[2023/4/23 14:22:16]

大家都知道，导热系数是作为导热剂的一个重要指标，直接影响导热效果，即使散热器强大到无法想象，但没有一个性能强悍的导热剂也是事倍功半。在DIY中最常见的导热剂就是硅脂，目前技术非常成熟，已经非常广泛的应用在需要散热的领域。

蚂蚁链技术支持杭州国际数字交易中心上线:金色财经报道，杭州国际数字交易中心（简称“杭数交”）揭牌成立。该中心将聚焦数据可信流通与数字文化，在数据要素服务和数字资产交易双赛道齐发力，进一步推动数据资源转化为生产要素，赋能实体经济。蚂蚁链为杭数交提供底层技术支持，通过区块链和隐私计算技术解决数据流通过程中，数据共享与隐私保护之间的天然矛盾；通过安全风控和人工智能技术助力海量数据高效分类分级，确保数据安全可控。（蚂蚁链官方公众号）[2022/12/14 21:44:09]

但硅脂再强，目前最高导热系数的也仅仅是酷冷至尊的纳米钻石导热硅脂和LTCOOLING黑管硅脂，导热系数达到了11w·mk，是目前零售市场上已知导热系数最高的硅脂。

美国众议院发布议案，计划设立一个区块链劳动力职业培训信托基金:金色财经报道，美国科技行业倡导者周三在劳工和劳动力发展联合委员会听证会上作证，以表明他们支持旨在提升区块链技术教育和培训计划的立法 (H 4922)。

众议院议案由 Pembroke 的众议员 Josh Cutler 和 Melrose 的 Kate Lipper-Garabedian 提出，将设立一个区块链劳动力职业培训信托基金。该基金将为雇主、劳动力发展实体、职业技术学校和高等教育机构提供资助，以开发和扩大区块链培训机会，并为寻求该行业职业的个人赞助奖学金和带薪实习计划。除了支持该领域的个人、教育机构和雇主外，众议院法案还希望为地区就业委员会提供拨款，以制定支持区块链的地区战略。

根据该法案，区块链劳动力职业培训信托基金的资金将来自立法拨款和其他“公共和私人来源”。[2022/9/22 7:13:49]

我们都知道硅脂导热原理是填充到界面之间的缝隙里，让导热面积更大，而硅脂里面的硅油起的是束缚填料的作用，填料为主要导热介质，颗粒的大小直接影响界面之间的填充效果，目前比较细的填料也仅为纳米级别。

硅脂填充效果

而为了安全考虑，硅脂的导电性必须很弱，所以目前在氧化铝填料的基础上会适量添加一些银与铝来提升导热性能，但发挥的作用也非常有限，因为最小颗粒物仍然无法达到完全填充缝隙的水平。

液态金属的优势

即使传统硅脂不在意导电性，完全使用金属粉末也是无济于事的，毕竟最小颗粒物的尺寸摆在面前，从微米提升到纳米的成本会成倍的增加，但性能并不会很强。

上过出众物理的都知道，金属是由原子直接构成的，原子之间由金属键进行连接，由于镓原子的外层只有3个电子，因此原子之间的束缚力非常弱，所以镓基合金在常温下才能处于液态。

镓原子结构

正是由于这种较弱的束缚力，才能让镓原子渗透到界面的微孔之中，镓原子的共价半径为128pm，也就是0.128nm，比一般硅脂的颗粒小了至少两个量级。

液金填充效果

因此镓原子才能几乎以完美的渗透力达到惊人的填充效果，无论是研磨还是电解制得的其他金属颗粒都无法与这种天然的优势相比。即使高纯金属镓的导热系数为30W·mk左右，依然会比导热系数高达400+的银填料制品效果好很多。

液金的劣势与使用范围

正是由于这种高渗透性镓基合金不能与铝制品接触会产生互溶现象，形成共融混合物，使铝基合金与镓基合金产生的新合金熔点降低，发生铝脆现象。因此就限制了其在很多设备上的应用。

镓会把铝合金设备虐惨

而在DIY领域，铝合金散热器将无法使用其作为导热剂，除此之外，镓基合金不会与其他金属发生反应。在散热器中另一种常见的物质就是铜，而铜底散热器能够轻松买到，除非是低端散热器依然会使用铝合金底座固定热管。

热管直触一般都会接触到铝

纯铜底散热器则可使用

镀镍铜底也没有问题

镓基合金与铋基合金不会腐蚀硅芯片以及镀镍铜的CPU顶盖，网传所谓的腐蚀仅仅是因为镓基合金渗透到CPU或硅芯片表面比较深，较难清理因此才会被误认为是腐蚀导致的。笔者在测试过程中也发现了一些方式让液金比较好清理。即在使用过液金的表面上喷涂酒精或其他清洁剂，用软纸巾轻轻擦拭，已经沾染液金的纸巾要扔掉，擦拭动作要为一个方向，不能反复擦拭，重复多次后即可将液金在CPU表面清理干净。在压力下液金会更加深入界面缝隙，因此不要妄图用力擦掉。

目前液态金属导热剂在CPU开盖上应用最广，目的是强化硅芯片与顶盖之间的导热介质性能。其实小心操作的情况下也完全可以用在顶盖与显卡上。在尺寸有限的设备内，比如笔电与显卡扩展坞完全可以使用液金来代替导热硅脂增加导热性能。而追求稳定性与散热的服务器使用液态金属后，可以在降低温度的同时还降低散热风扇转数，能够做到降温省电的效果。

液态金属导热剂是未来的趋势

在未来，随着液态金属使用方式的研究更加成熟，很多需要散热的消费级或企业级的设备会越来越多的选择液态金属作为导热剂，随之变化的就是设备尺寸的缩小，或原尺寸下性能变得更强都将成为可能。

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