如果「利他能」不是聰明藥，那它的作用是什麼？又為何有這樣的誤會？

本文與 高柏科技 合作，泛科學企劃執行。

當我們談論能擊敗輝達（NVIDIA）、Google、微軟，甚至是 Meta 的存在，究竟是什麼？答案或許並非更強大的 AI，也不是更高速的晶片，而是你看不見、卻能瞬間讓伺服器崩潰的「熱」。

 2024 年底至 2025 年初，搭載 Blackwell 晶片的輝達伺服器接連遭遇過熱危機，傳聞 Meta、Google、微軟的訂單也因此受到影響。儘管輝達已經透過調整機櫃設計來解決問題，但這場「科技 vs. 熱」的對決，才剛剛開始。 

不僅僅是輝達，微軟甚至嘗試將伺服器完全埋入海水中，希望藉由洋流降溫；而更激進的做法，則是直接將伺服器浸泡在冷卻液中，來一場「浸沒式冷卻」的實驗。

但這些方法真的有效嗎？安全嗎？從大型數據中心到你手上的手機，散熱已經成為科技業最棘手的難題。本文將帶各位跟著全球散熱專家 高柏科技，一同看看如何用科學破解這場高溫危機！

運算=發熱？為何電腦必然會發熱？

這並非新問題，1961年物理學家蘭道爾在任職於IBM時，就提出了「蘭道爾原理」（Landauer Principle），他根據熱力學提出，當進行計算或訊息處理時，即便是理論上最有效率的電腦，還是會產生某些形式的能量損耗。因為在計算時只要有訊息流失，系統的熵就會上升，而隨著熵的增加，也會產生熱能。

換句話說，當計算是不可逆的時候，就像產品無法回收再利用，而是進到垃圾場燒掉一樣，會產生許多廢熱。

要解決問題，得用科學方法。在一個系統中，我們通常以「熱設計功耗」（TDP，Thermal Design Power）來衡量電子元件在正常運行條件下產生的熱量。一般來說，TDP 指的是一個處理器或晶片運作時可能會產生的最大熱量，通常以瓦特（W）為單位。也就是說，TDP 應該作為這個系統散熱的最低標準。每個廠商都會公布自家產品的 TDP，例如AMD的CPU 9950X，TDP是170W，GeForce RTX 5090則高達575W，伺服器用的晶片，則可能動輒千瓦以上。

散熱不僅是AI伺服器的問題，電動車、儲能設備、甚至低軌衛星，都需要高效散熱技術，這正是高柏科技的專長。

「導熱介面材料（TIM）」：提升散熱效率的關鍵角色

在電腦世界裡，散熱的關鍵就是把熱量「交給」導熱效率高的材料，而這個角色通常是金屬散熱片。但散熱並不是簡單地把金屬片貼在晶片上就能搞定。

現實中，晶片表面和散熱片之間並不會完美貼合，表面多少會有細微間隙，而這些縫隙如果藏了空氣，就會變成「隔熱層」，阻礙熱傳導。

為了解決這個問題，需要一種關鍵材料，導熱介面材料（TIM，Thermal Interface Material）。它的任務就是填補這些縫隙，讓熱可以更加順暢傳遞出去。可以把TIM想像成散熱高速公路的「匝道」，即使主線有再多車道，如果匝道堵住了，車流還是無法順利進入高速公路。同樣地，如果 TIM 的導熱效果不好，熱量就會卡在晶片與散熱片之間，導致散熱效率下降。

那麼，要怎麼提升 TIM 的效能呢？很直覺的做法是增加導熱金屬粉的比例。目前最常見且穩定的選擇是氧化鋅或氧化鋁，若要更高效的散熱材料，則有氮化鋁、六方氮化硼、立方氮化硼等更高級的選項。

典型的 TIM 是由兩個成分組成：高導熱粉末（如金屬或陶瓷粉末）與聚合物基質。大部分散熱膏的特點是流動性好，盡可能地貼合表面、填補縫隙。但也因為太「軟」了，受熱受力後容易向外「溢流」。或是造成基質和熱源過分接觸，高分子在高溫下發生熱裂解。這也是為什麼有些導熱膏使用一段時間後，會出現乾裂或表面變硬。

為了解決這個問題，高柏科技推出了凝膠狀的「導熱凝膠」，說是凝膠，但感覺起來更像黏土。保留了可塑性、但更有彈性、更像固體。因此不容易被擠壓成超薄，比較不會熱裂解、壽命也比較長。

OK，到這裡，「匝道」的問題解決了，接下來的問題是：這條散熱高速公路該怎麼設計？你會選擇氣冷、水冷，還是更先進的浸沒式散熱呢？

液冷與 3D VC 散熱技術：未來高效散熱方案解析

傳統的散熱方式是透過風扇帶動空氣經過散熱片來移除熱量，也就是所謂的「氣冷」。但單純的氣冷已經達到散熱效率的極限，因此現在的散熱技術有兩大發展方向。

其中一個方向是液冷，熱量在經過 TIM 後進入水冷頭，水冷頭內的不斷流動的液體能迅速帶走熱量。這種散熱方式效率好，且增加的體積不大。唯一需要注意的是，萬一元件損壞，可能會因為漏液而損害其他元件，且系統的成本較高。如果你對成本有顧慮，可以考慮另一種方案，「3D VC」。

3D VC 的原理很像是氣冷加液冷的結合。3D VC 顧名思義，就是把均溫板層層疊起來，變成3D結構。雖然均溫板長得也像是一塊金屬板，原理其實跟散熱片不太一樣。如果看英文原文的「Vapor Chamber」，直接翻譯是「蒸氣腔室」。

在均溫板中，會放入容易汽化的工作流體，當流體在熱源處吸收熱量後就會汽化，當熱量被帶走，汽化的流體會被冷卻成液體並回流。這種利用液體、氣體兩種不同狀態進行熱交換的方法，最大的特點是：導熱速度甚至比金屬的熱傳導還要更快、熱量的分配也更均勻，不會有熱都聚集在入口（熱源處）的情況，能更有效降溫。

整個 3DVC 的設計，是包含垂直的熱導管和水平均溫板的 3D 結構。熱導管和均溫板都是採用氣、液兩向轉換的方式傳遞熱量。導熱管是電梯，能快速把散熱工作帶到每一層。均溫板再接手將所有熱量消化掉。最後當空氣通過 3DVC，就能用最高的效率帶走熱量。3DVC 跟水冷最大的差異是，工作流體移動的過程經過設計，因此不用插電，成本僅有水冷的十分之一。但相對的，因為是被動式散熱，其散熱模組的體積相對水冷會更大。

從 TIM 到 3D VC，高柏科技一直致力於不斷創新，並多次獲得國際專利。為了進一步提升 3D VC 的散熱效率並縮小模組體積，高柏科技開發了6項專利技術，涵蓋系統設計、材料改良及結構技術等方面。經過設計強化後，均溫板不僅保有高導熱性，還增強了結構強度，顯著提升均溫速度及耐用性。

隨著散熱技術不斷進步，有人提出將整個晶片組或伺服器浸泡在冷卻液中的「浸沒式冷卻」技術，將主機板和零件完全泡在不導電的特殊液體中，許多冷卻液會選擇沸點較低的物質，因此就像均溫板一樣，可以透過汽化來吸收掉大量的熱，形成泡泡向上浮，達到快速散熱的效果。

然而，因為水會導電，因此替代方案之一是氟化物。雖然效率差了一些，但至少可以用。然而氟化物的生產或廢棄時，很容易產生全氟/多氟烷基物質 PFAS，這是一種永久污染物，會對環境產生長時間影響。目前各家廠商都還在試驗新的冷卻液，例如礦物油、其他油品，又或是在既有的液體中添加奈米碳管等特殊材質。

另外，把整個主機都泡在液體裡面的散熱邏輯也與原本的方式大相逕庭。如何重新設計液體對流的路線、如何讓氣泡可以順利上浮、甚至是研究氣泡的出現會不會影響元件壽命等等，都還需要時間來驗證。

高柏科技目前已將自家產品提供給各大廠商進行相容性驗證，相信很快就能推出更強大的散熱模組。

為什麼我們總是找不到鑰匙？

讓我們想像一個日常中會發生的情況。你下班回家，用手機確認電子郵件，同時把鑰匙插入鑰匙孔，打開大門。你踏入家中，家裡那隻不久前才認養、還沒訓練好規矩的好動小狗撲過來，纏著你跳來跳去，搞得你身上沾滿狗兒的口水。

你聽到女兒的房間大聲傳出卡加咕咕樂團（Kajagoogoo）的歌曲，一小段極易琅琅上口的重低音合成流行音樂鑽進你的腦門。你疲憊的走進廚房，裡面有股腐臭味，告訴你昨晚忘記把垃圾拿出去。然後，忽然一個抽痛，提醒你要冰敷幾週前扭傷的腳踝。

現在，不要轉頭，試著回想你把鑰匙放在哪裡。如果你想起自己把鑰匙留在鎖孔上，那很好，但如果實在想不起來，你也並不孤單。你可能只是被太多事情轉移了注意力，一旦有一大堆訊息襲來，我們對單一事件的記憶會變得混亂。

更糟的是，當我們試圖回想自己最後把鑰匙放在哪裡時，會一一過濾各式記憶，包括自己以前曾放置鑰匙的所有地方，以及我們把鑰匙放在各個地方的各種不同情況，不管那些事件是發生在昨晚、上個星期，甚至去年。會有很多這樣的干擾，所以諸如鑰匙、手機、眼鏡、皮夾，甚至車子等常用的東西，我們經常忘記它放在哪裡。競爭的記憶那麼多，能夠記住這些東西放在哪裡才奇怪。

破解記憶混亂：注意力如何幫助你記住重要細節

試著把記憶想像成一張桌子，上面雜亂的放滿皺皺的紙片。如果你把網路銀行的密碼隨手抄在這種紙片上，要重新找到這張紙片，不僅需要耗費一番努力和運氣，同時也在挑戰你的記憶力。這類經驗就像艾賓浩斯努力背誦的無意義三字母組，要找到當下所需的正確記憶，難度會不成比例的增加。

但如果你把密碼寫在一張亮眼的桃紅色便利貼，要找到就變得格外容易，因為桃紅色便利貼會從桌上所有其他紙片之中凸顯出來。記憶以同樣的方式運作。愈特殊的經驗愈容易記得，因為它會從所有其他記憶裡凸顯出來。

那麼，要如何使記憶從我們堆滿雜亂事物的腦袋中凸顯出來呢？答案是「注意力」和「動機」。利用注意力，大腦能把我們看到、聽到、想到的事情提高優先順序。我們隨時都可能把注意力放在四周的諸多事物上，而環境裡發生的事情常常會吸引我們注意。

在前面描述的假想情況中，你的注意力可能短暫的放在鑰匙上，接著注意力就被門打開後遇到的許多事情給轉移。即使你留意著應該記住的重要事物（一小時後得去機場接妻子，你需要那串鑰匙，否則會遲到），也不見得能幫你建立特殊的記憶，足以對抗各式各樣吸引你注意的干擾（好動的狗、廚房裡的垃圾臭氣，或女兒房間傳出的樂團聲音）。

這就是「動機」登場的時候了。你需要利用動機來引導注意力，讓注意力鎖定在某個特定的事物上，好製造一個之後能找得到的記憶。下次你放下鑰匙這類經常找不到的東西時，花一點時間專注在當時和當地的某個獨特事物，例如檯面的顏色，或鑰匙旁邊那疊未拆封的信件。只要一點點專心的動機，就能對抗大腦忽略日常事件的天性，建立較為明顯的記憶，如此便有機會戰勝那些干擾的喧囂。

——本文摘自《記憶決定你是誰：探索心智基礎，學習如何記憶》，2024 年 7 月，天下文化，未經同意請勿轉載。

今年 4 月，美國眾議院舉行聽證會發布一份調查報告，直指中國共產黨政府透過退稅等補貼措施，補貼生產芬太尼、芬太尼前驅物和其他合成致幻毒品的生產商，等同於用國家力量來製造非法毒品。「每一年」因為服用芬太尼過量而導致死亡的人口數，都超越一整場越戰美國大兵的死亡人數。等於每年都有一場巨大的毒品戰爭在發生。

究竟芬太尼是什麼？為什麼一種藥物居然可以「動搖國本」，逼得美國官方和民間要用和 COVID-19 神似的大流行（epidemic）或危機（crisis）來形容？

用毒品當飛彈，新型態戰爭開打？

2023 年 11 月，在拜習會上，大家才說好兩國要共同打擊毒品，合力遏止芬太尼生產和出口。短短幾個月後，美國眾議院調查報告卻直接丟出震撼彈，直指中華人民共和國在國內將生產鴉片類藥物列為違法，卻從 2018 年開始用稅收優惠，補貼芬太尼及芬太尼類似物的生產與出口，現在美國有 97% 的非法芬太尼類似物都來自中國。

該報告引用了中國國家稅務總局網站的數據，網站列出了其中某些化學品的退稅最高可達 13%。除了芬太尼以外，芬太尼的前驅物 NPP 和 ANPP 兩種化學物質也在補貼名單內。報告中還引用、分析大量中國政府文件、民間公司的網路銷售數據等，提出措辭強烈的指控。北京方面則完全否認。

中國駐華盛頓大使館說，中方真誠地與美國當局合作禁毒，並且正在進行芬太尼和製毒化學品的管制專案，嚴厲打擊非法走私、製造和販賣。大使館發言人劉鵬宇表示：「很顯然，中國不存在芬太尼問題，美國的芬太尼危機也不是中方造成的，一味指責中國解決不了美國自身的問題。」

比嗎啡強 100 倍！芬太尼什麼來頭？

芬太尼是一種鴉片類止痛劑（opioid analgesics），1960 年被首次合成出來，特色是既強效又生效快。臺灣衛生福利部常用的正式名稱是「吩坦尼」。與許多毒品一樣，原本用途是外科手術的麻醉，還有急性疼痛的救急治療。如果按照正規用法，芬太尼可以透過靜脈或肌肉注射，用來全身或局部麻醉，或甦醒期間的短暫鎮痛。芬太尼也可以和精神鎮定藥物併用，作為手術麻醉前給藥和輔助術中麻醉的手段。

除此之外，芬太尼也有舌下片、皮膚貼片、舌下噴劑、鼻噴劑等各種劑型，主要用於需要全天候疼痛管理、而且已經對鴉片類藥物產生抗性的癌症病人，幫他們安撫難忍的突發性疼痛。

然而因為芬太尼的高效力，芬太尼一直以來常被混摻進合法止痛藥裡，成為廉價的假藥，或是被加進海洛因等其他毒品當中，加強藥效。但芬太尼很容易上癮，又容易導致死亡。而究竟芬太尼是如何影響我們的身體的呢？關鍵就在大腦。

揭開鴉片類受體的分子結構之謎

我們大腦和脊髓的神經細胞上，散布著一群特別的神經訊號受體，通稱鴉片類化合物受體（opioid receptor），在心臟、肺和胃腸道也有少量分布。已知的鴉片類受體有 5 種，其中 3 種和藥物反應的關聯最密切，分別是 μ 受體、κ 受體，還有 δ 受體。這 3 種受體的功能不太一樣，大致來說，μ 受體有止痛、鎮靜、產生欣快感的效果，但也會造成便祕，甚至抑制呼吸。κ 受體也有止痛、鎮靜的作用，同樣會導致便祕和呼吸抑制。δ 受體則只有輕微的止痛效果，而且幾乎不會有呼吸抑制的現象。

當人體服用藥品，並且這些神經細胞表面受體和鴉片類化合物結合以後，就會啟動一連串下游反應，接著調控細胞表面的鉀、鈣等離子通道，激發劇烈的神經元活動，產生遮斷痛感、鎮靜等等效果。能活化活化鴉片類受體的，不只有藥物。我們腦中天然存在的胜肽類訊息傳遞分子，例如腦內啡、強啡肽等，也會產生相同的作用。但更大宗的，還是化學結構相似的人工合成藥物，或是植物提煉物，像是嗎啡、可待因、海洛因、芬太尼等。

而芬太尼不只和嗎啡、海洛因一樣有強力的止痛效果，還能快速穿過血腦屏障發揮藥效，甚至也能穿過胎盤，影響胎兒。在醫藥上也用途廣泛，主要用在手術麻醉、癌症病患鎮痛，但只要劑量用錯，很容易造成使用者呼吸抑制、低血壓、心跳過慢等致命危機，因而成為醫藥濫用問題的重災區。

最容易取得的毒品？芬太尼風行記

今天的芬太尼，最常見的劑型是貼片，每張大約含有 2.510 毫克的藥量。這些貼片會隨著時間釋放芬太尼，大約需要 26 小時就能達到止痛藥效，效果維持長達 72 小時以上。貼片型芬太尼最大的特色就是，皮膚表面的脂肪組織可以充當藥物庫存，持續釋放，換句話說，可以用很低的劑量，達到長時間穩定的止痛效果。癌症病患需要長時間和疼痛奮鬥，用貼片當止痛劑，能有效避免服藥麻煩，但這樣的設計用在藥物濫用者身上，則讓他們更容易接觸到致命劑量。

1960 年代，美國第一波鴉片類藥物濫用高峰出現的時候，還沒有芬太尼的蹤跡，但自 1970 年代中期以來，美國街頭開始出現吸食或注射芬太尼的人，到了 1980 年代，芬太尼濫用的案例逐年增加，目前至少有 12 種芬太尼類似物在美國街頭流竄。

芬太尼貼片也常被販毒集團流入黑市，癮君子會把貼片剪開來吸食裡面的凝膠，導致無數的死亡事件。吸食芬太尼貼片的時候，貼片中的酒精、丙二醇等成分會幫助藥效快速釋放，還有民眾直接把貼片溶解在茶、咖啡或水裡，口服吸食，藥效更快發作，導致急救不及，這樣的案例在美國的毒品濫用情況下層出不窮。

喪屍藥物席捲而來！氾濫失控

現在美國國內流竄的芬太尼，不只是來自非法濫用的醫療藥品，還有大量從中國和墨西哥流入的非法製毒藥物。這些毒品和止痛藥、毒品混在一起，助長藥物濫用大流行，導致美國因藥物濫用死亡人數每年都在增加。

芬太尼的混摻甚至出現了連鎖反應——讓其他成癮藥物的濫用情況更加嚴重。例如「喪屍藥」賽拉嗪（xylazine），本來是獸醫用的鎮靜劑，和可卡因、海洛因合併使用，延長效果。因為賽拉嗪本身不受美國鴉片類藥物的管制，非法進口到美國更容易，加上它和其他鴉片類藥物效果類似、價格便宜，因此毒品製造商和販毒者常混入販賣，助長毒品市場混亂。

2023 年初，美國執法部門查獲的可卡因中，有 23% 混有賽拉嗪，5 年內賽拉嗪檢出比例增加了 2.5 倍。賽拉嗪本身就會導致呼吸抑制、低血壓、低體溫等症狀，加上海洛因、芬太尼等毒品混合使用，後果更是不堪設想。使用賽拉嗪和鴉片類藥物的患者，會出現注射點皮膚潰爛，甚至無法愈合。賽拉嗪更會讓患者徹底喪失意識，無法行動，形成喪屍般的景象，讓美國各地的毒品濫用情況更為失控。

儘管美國和中國在打擊毒品問題上已達成一定共識，但芬太尼濫用問題依然嚴峻。芬太尼是當前美國毒品氾濫問題的主要原因之一，其極高的效力、快速上癮的特性，使其成為毒品氾濫的中心問題。

在面對這樣一場「毒品戰爭」，美國政府和社會各界需要共同努力，尋求多方面的解決方案。要遏制芬太尼危機，必須從源頭上控制毒品的生產和流通，加強國際合作，同時也要加強對毒品濫用的教育和預防措施。