新型仿生脉动热管技术突破，解决高功率芯片“热障”难题
发布时间：
2026/03/05
近日，国内科研团队在热管理领域取得重要技术突破，研发出新型仿生脉动热管散热技术，针对 AI 算力芯片、高性能 GPU、功率半导体等高功率器件高热流密度散热痛点，有效破解长期困扰行业的芯片 “热障” 瓶颈，为下一代高性能电子装备提供新一代被动散热解决方案中国科学院。
随着人工智能、云计算、高端服务器产业快速迭代，芯片算力持续攀升，芯片功耗与热流密度同步急剧增大。芯片封装不断微型化，单位面积产热大幅提高，传统热管、均热板方案逐渐逼近传热极限，极易出现局部热点、蒸发段烧干、散热失效等问题，高温不仅限制芯片性能释放，还会加速器件老化，降低整机可靠性，散热已经成为制约高功率芯片发展的关键短板湖南省工业...。
本次研发的仿生脉动热管，借鉴自然界植物叶脉蒸腾输运机理，对内部微通道结构进行仿生重构，优化槽道分形排布与梯度润湿表面，无需额外运动部件，依靠工质气‑液两相自激振荡实现热量快速搬运。不同于传统脉动热管容易出现的流动失稳、高热负荷下性能衰减缺陷，仿生结构实现了毛细驱动力与流动阻力的平衡，强化工质回流效率，抑制蒸发端干烧现象，大幅拓宽稳定工作热负荷区间全国科技企...。
测试数据显示，该仿生脉动热管等效导热能力远高于纯铜材料，系统整体热阻显著下降，可适配大功率芯片高热流工况，在不同安装姿态下均可维持稳定传热，兼具轻量化、无功耗、低噪音的优势。相较现有商用散热产品，在同等体积条件下散热承载能力得到明显提升，能够把芯片核心温度控制在安全区间，消除局部热点，保障高功率芯片满负载稳定运行。
据项目负责人介绍，传统脉动热管在高热流条件下易发生振荡紊乱，是工程落地的主要障碍。团队从生物输运结构获取设计灵感，通过仿生分形微通道、梯度润湿性内壁协同设计，改善气液两相流动行为，解决了高功率工况下工质循环不稳定的行业痛点，同时兼顾制造工艺可行性，具备产业化转化基础。
该技术可广泛应用于 AI 服务器算力芯片、高性能显卡、功率 IGBT、车载算力模块、航空航天电子器件等场景。既可以用于新建算力设备热管理设计，也可对现有散热系统进行升级改造，助力数据中心降低散热能耗。
业内专家表示，仿生脉动热管技术的突破，补齐高功率芯片被动散热关键技术短板，摆脱对复杂主动散热的依赖，对于国产高端半导体热管理技术自主可控具备重要意义。下一步团队将持续推进工艺迭代，加速原型样机工程化验证，推动这项技术从实验室走向批量产业化应用。
相关新闻
