韩研芯片液冷技术突破：冷却效能达纪录10倍

韩国科学技术院（KAIST）近日宣布开发出一种超高效液冷技术，通过将室温水直接注入芯片内部极细管道实现降温，冷却性能指数达此前纪录的10倍。该技术有望解决AI硬件高密度集成带来的散热瓶颈，为半导体散热领域带来革命性突破。

研究团队专注于将冷却剂直接注入芯片的液冷方法，研发出一种可直接嵌入硅芯片内部的3D流形多路微通道冷却结构。该设计利用多个战略性的入口和出口点模拟高效网络，即使在超过2000瓦/平方厘米的极端发热条件下，也能将芯片温度保持在100℃以下。其关键在于将歧管（冷却水分配结构）和微通道（比头发丝还细的流道）相结合，确保冷却水均匀分配，缩短流体流动距离，降低流动阻力和泵送压力。

从技术面看，该方案采用多精度优化框架，结合快速探索的一维模型与精确的三维计算流体动力学（CFD）模拟，优化冷却性能、压力损失和温度均匀性。测试显示，在相同升温条件下，冷却系统的性能系数（COP）达到106000，约是2020年《自然》杂志报道的此前结果（约10000）的10倍，意味着达到相同散热量所需的泵功率降低至现有技术的十分之一。

从资金面看，该技术的关键优势在于降本：无需相变制冷、纳米表面改性等复杂工艺，也不依赖金刚石等高价特种散热材料，仅以普通常温清水作为冷却介质，大幅降低搭建与运维成本。此外，该装置采用与CMOS工艺兼容的制造工艺，与传统半导体制造流程完全兼容，可在现有芯片代工厂直接落地，无需额外设备即可应用于现有半导体生产线。

展望未来，该技术可推广应用于高性能计算（HPC）、3D堆叠半导体、功率半导体和国防设备等高热量设备，预计在大型AI半导体和液冷板应用中，冷却性能相比现有方法提升30%以上。随着AI硬件持续升级，该技术有望成为散热领域的关键突破口，推动相关产业链估值修复。