108新課綱上線，國中生物科課程會有哪些變化呢？

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。

• 文｜曾繁安

台灣新冠疫苗施打已在 3 月 22 日 正式上路，但最近新聞頻傳各國接種牛津疫苗 （Astra Zeneca，以下簡稱 AZ 疫苗）之後出現血栓等不良事件。為回應大衆對施打疫苗的疑慮不安，新興科技媒體中心於 3 月 24 日特別邀請三位醫療領域學者，分別為台灣兒童感染症醫學會邱南昌理事長、國衛院感疫所齊嘉鈺副研究員級醫師和長庚大學新興病毒感染研究中心主任施信如教授，從科學專業角度，為民衆解答有關疫苗的種種疑問與迷思。 

疫苗不良事件 ≠ 副作用

除了疫苗的保護力高低，一般民衆都會關心的，就是接種疫苗後的副作用。邱南昌理事長指出，打了疫苗之後發生的狀況，都可稱為不良事件，然而並非所有的不良事件，都與疫苗有關聯性。與疫苗有直接因果關係的不良反應，才可以說是疫苗的副作用。

那麽又該如何區分兩者？專家會以下述幾點作爲判斷依據：

1. 時序關係：患者接種疫苗前，可能就已存在健康問題，不良事件的發生很可能是原來疾病所導致，因此必須釐清其健康狀況與接種疫苗的前後時序關係。
2. 臨床檢查或實驗室檢驗結果：要確認不良反應是否與疫苗有關，也需做進一步的檢查檢驗，才可作出判斷。
3. 醫學常理：醫師也可透過醫學常理，判斷接種疫苗與不良反應之間的關聯是否合理。
4. 實證醫學資料：若存在醫學常理也未能解釋的疑點，如神經學或免疫學學理上無法排除的可能性，則需仰賴實證醫學收集的病例資料，檢視過去是否發生過類似的記錄。
5. 流行病學根據：由於新冠疫苗剛研發不久，還未累積足夠的實證醫學資料，因此目前使用流行病學的研究的統計結果，去追蹤判斷不良事件與疫苗是否存在關聯性。

延伸閲讀：疫苗保護力達 94%！全球最大疫苗施打結果上線啦——以色列全國施打輝瑞 – BNT 疫苗的追蹤結果

而在 3 月 18 日歐盟召開的藥物警戒風險評估委員會（PRAC）會議上，得出 AZ 疫苗與接受接種者之血栓風險并不相關的結論，而接種 AZ 疫苗以對抗新冠肺炎的效益，仍超過其副作用造成的風險。

邱理事長也表示，從現行資料看來，接種疫苗的安全性仍相當高。而台灣方面，爲了有效追蹤民眾接種疫苗後之健康情形，已設立被動監測與主動監測兩大機制，以其在第一時間儘早得到資料，做出即時動作。被動機制上，將透過疫苗不良事件通報系統，把通報資料由食藥署 / 藥害救濟基金會之「全國藥物不良反應通報中心」進行安全性分析。而民衆也可透過疾管家建置「Taiwan V-Watch」，參與在主動監測中，在接種疫苗後定期回報自身健康狀況。

邱理事長也提醒，別把「暈針」和「嚴重過敏反應」混爲一談。「暈針」可能是因爲接種疫苗的人過度緊張，出現現蒼白、流汗和感覺冰冷的狀況，但「嚴重過敏反應」則是有特定明顯症狀，如發癢、紅疹等。因此，施打疫苗時，不要過度緊張，應在施打後 30 分鐘内仔細觀察自身反應。

爲什麽要打兩劑疫苗？接種間隔時長如何影響保護力？

齊嘉鈺醫師表示，全球現行施打、具指標性的疫苗包含輝瑞、莫德納、AZ、嬌生、諾瓦瓦克斯以及科興，惟科興疫苗未發布第三期臨床試驗結果到研究期刊上。截至目前最新的統計數據來看，上述疫苗都能在完整接種後達到有效的保護力，對重症病患的保護力效果尤佳。

根據 AZ 第三期臨床試驗報告，若兩劑施打間隔小於 6 周，保護力僅五成，但若間隔 12 周，則疫苗的保護力有顯著的提高。

大家或許感到疑惑，爲什麽需要打兩劑疫苗？兩劑間隔時間又對保護力有什麽影響？這就疫苗的製作原理脫離不開關係。其中目前在台灣進行施打的 AZ 疫苗，就屬於腺病毒疫苗。

延伸閲讀：拯救世界的腺病毒疫苗（嬌生、牛津、史普尼克疫苗）之原理

齊醫師解釋，小時候我們所接種的小兒科疫苗，都屬於減毒過的活病毒，可不斷刺激身體產生抗體。但以病毒 mRNA 或蛋白質製成的不活化疫苗（如 AZ 以腺病毒作爲携帶病毒蛋白的載體），其刺激身體產生免疫反應的效果無法維持太久，因此需施打第二劑，才可得到更好的保護力。

打個比方，第一劑疫苗讓身體免疫系統與病毒在初次相遇時，建立產生抗體的機制。而第二劑的疫苗，就像是持續扮演病毒的假想敵，讓免疫系統能夠維持對病毒的警戒與抗敵能力。

由於人體本身也會對作爲載體的腺病毒產生抗體，若兩劑施打的間隔時間太短，可能導致第二劑疫苗所產生的抗體，被腺病毒的病毒量中和掉，造成保護力大打折扣。因此不管是哪家的疫苗，延長兩劑施打的間隔時長，都能有效提高疫苗的整體保護力。

變種病毒會降低疫苗的保護力？

對於變種病毒株，民衆都很擔心會不會因此降低疫苗保護力，已經痊愈的人是否會再次感染？施信如教授表示，根據現行實驗結果顯示，變異病毒株確實會影響疫苗中和病毒的能力。研究人員以偽病毒與真病毒分別進行測試，發現試驗者的血清裡抗體對新病毒（南非變異病毒株）的保護力皆下降。

雖然如此，施打疫苗後人體內還是會有抗體，同時也仍有抗體以外的免疫功能，並不會完全失去保護力。而施教授也指出，儘管施打疫苗後仍無法排除患上新變種病毒的可能性，但疫苗仍會帶來一定量的抗體，存有保護力。

但不是有了抗體就萬事 OK！變種病毒的另一疑慮，在於人體在受病毒感染後，免疫系統會產生不同抗體。這些抗體，可依照結合方式分爲中和抗體和結合抗體。前者能夠和病毒結合並辨認細胞的位置，進而抑制病毒感染，可以抑制病毒的生化活性。結合抗體雖然也能結合病毒，但卻無法抑制病毒感染細胞。

這些抗體不僅在抗毒作用上派不上用場，還可能會扯後腿！它們會在身體第二次感染不同類型的病毒時，和病毒的抗原結合，變成「抗體—抗原複合體」（免疫複合體），不但無法對抗病毒，還可能引起嚴重發炎反應——抗體依賴性免疫加强反應（Antibody dependent enhancement，ADE）。目前在新冠疫苗的研究中，並沒有觀察到 ADE 的情況，但由於過去 SARS 疫苗的動物試驗中曾發生過 ADE，因此仍需謹慎留意。

結語

邱理事長强調，大家不需要受到新聞或傳言的數字資訊而感到緊張恐慌，而要冷靜下來，站在足夠的科學證據上持續對話溝通。齊醫師也表示，在疫情當中病毒才是我們共同的敵人，而相信經過 Covid-19 一役，人類在與病毒交手的戰爭中，也會累積更多寶貴的經驗與力量。

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6. 90% 的保護力 ≠ 打了疫苗，90% 機率不會得病（科學家，你好煩！）

前陣子，在「萬惡的便當配菜」的貼文中，辣菜脯和辣竹筍不出意外上榜了。為何會說不意外？因為醃漬蔬菜不僅方便製作與保存，其鹹味的刺激，也可以增進食慾。因此這兩樣醃漬蔬菜不僅是便當配菜的常客，也是稀飯的經典配菜（其鹹味搭配稀飯，讓人忍不住多吃幾碗！）。

但醃漬蔬菜的高鈉含量，對人的健康有隱患。近期有研究綜合分析過往的研究數據，指出降低飲食中鈉含量的攝取，對降低血壓有幫助。

醃漬是透過食鹽或糖等醃製材料處理食品原料，使其滲入食品組織提高其滲透壓，降低水分活性、抑制微生物活動，達到防止食物腐敗的方法。在沒有冷凍技術的古老年代，如何將辛苦生產的寶貴糧食儲存下來，是古人賴以生存的重要因素。能長期保存的食物，更能做為因乾旱等各類天災來臨時的應急食品，其中醃漬就是一種最原始的食物保存法。

醃漬食品除了可保存食物，流傳到近代，更成為破除季節限制的料理方式。許多食品通常有季節性，然而將蔬菜或其他食材加工之後，一年四季就都能品嘗了。在現代社會中，醃漬食品也因其獨樹一格的口味（如古代只有在冬天才能吃到的臘腸），已成為增添食物風味重要的一環。

吃得太鹹為何讓人血壓高？

雖然醃漬食品是古人保存食品的智慧，但它的問題亦是非常明顯。醃漬食品為了延長其保存期限，會用大量的鹽，因此鈉含量非常高。以食藥署提供的資料為例，每 100 公克的蘿蔔乾平均含有 3279 毫克的鈉，接近炸醬的 3545 毫克（醬油為 4997 毫克）。

鹽是飲食中不可或缺的調味劑，讓我們口中的食物更有風味，而且鹽中的鈉，也是人體不可或缺的元素，每天都需要攝入。鈉攝取不足，可能導致體內電解質不平衡，引發抽筋、肌肉無力、嗜睡等問題，嚴重時甚至可能昏迷。

然而過猶不及，鈉攝取過多也會對健康產生危害。當人體中的鈉過多時，會促進血液中的水分滯留，讓心臟需要更「努力」地維持血液流動，從而導致血壓升高。隨著時間流逝，也會使血管變硬。長久下來，就會提高心肌梗塞、心臟病及中風等心血管疾病的風險。

不能完全不吃鹽，吃太多又會血壓高，那多少才適量呢？依據世界各國一般的飲食標準，健康的成人每日攝入鹽分的量應該少於 6000 毫克，即 6 公克（其中鈉含量占 40%，約 2400 毫克）。衛福部建議成人每餐的鈉攝取量應低於 800 毫克，因此便當配菜的蘿蔔乾，分量應小於 25 公克（鈉含量為 819 毫克），否則鈉含量一下就超標了！

而世界衛生組織（WHO）建議的人均鈉鹽攝取量則是每天不宜超過 5000 毫克²。WHO 也建議，減少飲食中鈉的攝取量，以預防和控制高血壓²。考慮到鈉的攝取量為心血管疾病，特別是中風、心臟病和心肌梗塞的主要風險因素。

以「劑量反應統合分析」追蹤案例

近日，有研究團隊透過「劑量反應統合分析」（Dose-response meta-analysis），了解鈉的攝取量對血壓的影響，並對相關因素進行分析¹。

什麼是劑量反應統合分析？它是這十年來的新分析方法，它主要應用在觀察性研究資料的統合分析。

舉例來說，如果我們想知道孕婦喝咖啡是否會導致胎兒早產。基於倫理的考量，這類型的研究問題通常無法設計一個隨機對照組，所以只能利用先前已有的研究資料或病例結果，對其進行統合分析。

另外，受試者通常無法精確記得自己究竟喝了多少杯咖啡，因此喝的量不像普通的試驗是精準量，而是用「範圍」來計算，像是零到三杯、四到六杯、七杯以上等。而且每個研究所訂定的範圍常常不完全一樣。劑量反應統合分析就是要利用不同研究報告的結果，計算出喝咖啡的量（也就是劑量）和胎兒早產（也就是反應）風險之間的關係。

在該研究中，研究人員對 PubMed、MEDLINE、EMBASE 以及 CENTRA 等資料庫進行全面的文獻檢索，並找出 85 項試驗，是研究鈉攝取與血壓降低間的關係，並對這 85 項研究進行劑量反應統合分析。這些研究中，鈉攝取量範圍為每天 400到7600 毫克；隨訪時間為 4 周到 36 個月；試驗者中有 65 位有高血壓、9 位有輕度高血壓、11 位血壓正常。這些試驗透過測量受試者治療開始和結束時的收縮壓和舒張壓^註1，來研究飲食中鈉攝取量的變化，對血壓值的影響。

研究人員分析後發現，飲食中的鈉攝取量，與受試者的血壓呈線性關係。成年人的正常血壓應為收縮壓小於 120 mmHg，且舒張壓小於 80 mmHg。在血壓正常的試驗者中，鈉攝取量為每天 6000毫克的受試者，其平均收縮壓和舒張壓，比攝取量為每天 2000 毫克的試驗者，分別高了 3.99 mmHg和 1.66 mmHg。而患有高血壓的試驗者中（同樣是鈉攝取量每天 6000對比 2000 毫克），平均收縮壓和舒張壓的差異則上升到 10.31 mmHg和 5.13 mmHg。

這個結果顯示，飲食中的鈉攝取量多寡，確實與血壓高低有關。而且在高血壓受試者中，這個關連會比正常血壓的受試者更明顯。

好吃歸好吃，爲了健康還是要克制

飲食攝取過多的鹽會造成血壓上升，這個結論似乎是我們早已清楚的老生常談。這篇論文採用新的統合分析方法，重新檢視以往的試驗。讓我們能更清晰的了解，低鈉飲食和降血壓的確有關係，以及高鈉攝取量對血壓升高的風險。而對於想要控制血壓的人，降低飲食中鈉的攝取量，絕對是一個值得注意的事情。

雖然辣菜脯和辣竹筍是配飯的好選項，但為了血壓和健康著想，下次在便當店點配菜時，還是記得不要吃太多，適時地換換口味，降低鈉的攝取。若是在家自己做菜，可以用天然調味食材如蔥、薑、蒜、胡椒等來給食物提味，減少鹽的使用。

1. Filippini T, Malavolti M, Whelton PK, Naska A, Orsini N, Vinceti M. Blood Pressure Effects of Sodium Reduction: Dose-Response Meta-Analysis of Experimental Studies. Circulation. 2021 Feb 15
2. Salt reduction
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