想吃甜食又不想肥，代糖真能兩種願望一次滿足嗎？

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。

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《體重過重，危害健康！胃內水球減重手術成效與步驟解析，腸胃專科醫師圖文懶人包》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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有個 BMI 高達 36 kg/m² 的患者，因為陸續出現多種肥胖併發症，於是決心減重。」竹北｜台中上杉診所肝膽腸胃科許柏格醫師表示，「他曾經嘗試用飲食、運動、藥物來減重，但效果都不理想。經過討論後，患者決定接受胃內水球手術。」

完成胃內水球手術後，他同時搭配運動並配合營養師規劃的飲食，體重從 94 公斤下降到 68 公斤，後續即使在取出水球後，也沒有迅速復胖。患者覺得水球幫助他養成良好的飲食習慣，也順利達到滿意的減重成果。

體重過重會造成全身性的影響，可能引發多種併發症，包括高血壓、高血脂、糖尿病、心血管疾病、痛風、脂肪肝、關節炎、睡眠呼吸中止症、性功能障礙等，也會增加罹患多種癌症的風險。

目前內視鏡減重方式主要有三種，胃內肉毒減重、胃內水球減重、胃鏡縫合減重。許柏格醫師解釋，「胃內肉毒桿菌注射」是在胃部注射肉毒桿菌素，以延緩胃排空、減少食慾、增加飽足感。「胃內水球減重」是將一顆水球放入胃裡，以佔據胃容積、增加飽足感、減少進食量。「胃鏡縫合減重」是透過內視鏡在胃內進行縫合，將胃容積縮小，減少進食量。相較於腹腔鏡手術，胃鏡手術是可逆且安全性較高、併發症較少的做法。

胃內水球減重已有超過 10 年的歷史，大量研究證實其減重成效。許柏格醫師說，根據研究，接受 6 個月胃鏡水球減重療程，體重可減少約 18%。目前大多是使用可放 6 個月的水球，完成療程後會取出水球。

胃內水球減重適合那些無法透過飲食和運動來達到體重控制的族群。許柏格醫師說，如果 BMI（身體質量指數）超過小 30 kg/m²，便適合考慮胃水球減重。在台灣，肥胖的定義為 BMI 超過 27 kg/m²，因此 BMI 在 27 kg/m² 以上的族群也可以考慮採用胃內水球減重的方式。

胃內水球術步驟解析

許柏格醫師說，胃內水球術主要透過一條帶有矽膠水球的軟管進行。醫師會利用胃鏡將這條軟管送進胃裡，接著使用軟管向水球注水，根據台灣人的體型，通常會注入 500 至 600 毫升。若病患體重較重，則可能增加至 700 毫升，水球最多可注入 800 毫升。待水球充滿水後，便可將軟管與水球分離，然後取出軟管，將水球留在胃內。

胃內水球術約可在 30 分鐘內完成，順利時僅需 15 分鐘。許柏格醫師說，手術過程中會進行麻醉，如果患者的 BMI 在 28 至 35 kg/m² 之間，僅需無痛胃鏡的標準麻醉即可；如果患者的 BMI 超過 35 kg/m²，可能考慮插管麻醉以確保安全。

置放水球的過程中，醫師會持續使用胃鏡來確認水球位置，確保水球放置於胃體部，避免其滑入小腸，防止可能的併發症。

植入胃部的水球可持續發揮輔助減重的效果。許柏格醫師說，通常我們會在水球內加入甲基藍當作染料，日後如果水球破裂，病患的尿液便會呈現藍色，就能及早發現，並及早回診處理。

完成胃內水球減重療程後，會安排胃鏡取出水球。許柏格醫師說，首先會使用一根特製的軟管，並在末端裝上針頭。利用針頭刺入矽膠製的水球，便可將水球中的水吸出，直到水球回復扁平狀。接著，醫師使用胃鏡夾住水球，並小心地取出，完成取出手術。

胃內水球術後照護重點提醒

接受胃內水球手術後，會有一段適應胃內水球的過程。許柏格醫師說，剛放入胃內水球後的前一至兩週，可能感到噁心或嘔吐，甚至連喝水都可能感到不適。這段時間，建議採取低渣、流質飲食，例如清湯、電解質飲料或流質營養品，避免奶茶等含糖飲品。

在適應期內，務必定期回診。醫師會密切觀察患者的狀況，必要時會考慮打點滴來維持營養與水分。許柏格醫師說，通常在第三至第四週，患者的胃部逐漸適應水球，胃內不適的情況便會減少。

部分患者在完成胃內水球減重療程後，可能會希望接著進行第二次胃內水球減重療程。許柏格醫師說，不過，接受過胃內水球減重後，患者通常已習慣較小的食量，且飲食習慣能夠延續，即使取出水球後，大部分依然可保持較低的食量。

所以在決定是否再次放置胃內水球時，建議先觀察一至兩個月。如果患者已經習慣較小的食量，即使取出水球後體重也沒有迅速回升，就可能不需要馬上再次放置胃內水球。

筆記重點整理

• 體重過重會造成全身性的影響，可能引發多種併發症，包括高血壓、高血脂、糖尿病、心血管疾病、痛風、脂肪肝、關節炎、睡眠呼吸中止症、性功能障礙等，也會增加罹患多種癌症的風險。
• 目前內視鏡減重方式主要有三種，胃內肉毒減重、胃內水球減重、胃鏡縫合減重。胃內水球減重已有超過 10 年的歷史，有大量研究證實其減重成效。根據研究，接受 6 個月胃內水球減重療程，體重可減少約 18%。目前台灣已引進新式一年型的水球，有助增加胃內水球的效果，完成療程後會取出水球。
• 接受胃內水球手術後，會有一段適應胃內水球的過程。剛放入胃內水球後的前一至兩週，可能感到噁心或嘔吐，甚至連喝水都可能感到不適。這段時間，建議採取低渣、流質飲食，例如清湯、電解質飲料或流質營養品，避免奶茶等含糖飲品。
• 在適應期內，務必定期回診，必要時會考慮打點滴來維持營養與水分。通常在第三至第四週，患者的胃部逐漸適應水球，胃內不適的情況便會減少。
• 如果已經嘗試飲食、運動、藥物，還是無法解決肥胖問題，胃內水球術是一個可以考慮的選項。相較於腹腔鏡手術，胃內水球術以胃鏡執行，風險較低，且不切除器官，不會對身體造成永久性的傷害。

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「曾經遇過一位 20 多歲的男性患者，來就診時體重約 150 公斤。雖然抽血檢查的結果沒有明顯異常，但是因為體重的關係讓他求職過程不順遂。」高雄市立小港醫院胃腸內科沈群勝醫師表示，「患者希望可以減重，家屬也非常支持，所以在仔細討論後，患者決定接受無痕胃拉提 ( 內視鏡袖狀胃縫合術, ESG )。」

「無痕胃拉提」(內視鏡袖狀胃縫合術)是使用裝有縫合系統的胃鏡進入胃部進行縫合，縮小胃的體積，達到減少食量的效果。沈群勝醫師說，手術後，患者非常努力地調整生活及運動習慣，在大約三個月的時間內，減重約 20 公斤，也順利找到工作。後續患者持續努力，體重又降到 110 公斤，整個人顯得更有自信。

目前常見的減重代謝手術主要有幾種，包括袖狀胃切除術、胃繞道手術、胃內水球術、無痕胃拉提(內視鏡袖狀胃縫合術)等，藉由限制食物攝入、減少營養吸收來幫助減輕體重。沈群勝醫師指出，袖狀胃切除術、胃繞道手術主要由外科醫師以腹腔鏡執行，胃內水球術、無痕胃拉提(內視鏡袖狀胃縫合術)主要由內科醫師以胃鏡執行。

袖狀胃切除術（Sleeve Gastrectomy）是切除約80%的胃，留下一個較小、較窄的「袖子」狀結構，減少可容納的食物量。胃繞道手術（Roux-en-Y Gastric Bypass）是將胃截斷，僅剩一小部分的胃，並繞過大部分的小腸，將食物直接送到小腸中段，減少吸收的營養量，同時限制攝取量和吸收能力，並改變腸道激素，幫助長期減重。袖狀胃切除術與胃繞道手術為不可逆手術，術後可能出現長期營養不良的狀況。

胃內水球術（Intragastric Balloon）是將可注水的水球放入胃內，佔據部分胃部空間以減少食物攝取量，過程較簡單且可逆，但是由於水球可能會移動或引起不適，效果相對有限，適合身體質量指數（BMI）較低的患者。

無痕胃拉提 ( 內視鏡袖狀胃縫合術, Endoscopic Sleeve Gastroplasty，ESG）以胃鏡執行，將縫線器械送入胃內，縫合胃壁，將胃的容量縮小成一個袖狀結構，不切除胃部，手術時間較短、風險較低，因此恢復期較短、併發症較少。沈群勝醫師說，內視鏡減重手術譬如無痕胃拉提與傳統腹腔鏡減重手術相比，因為沒有體表傷口，也沒有組織切割，通常僅需半天至一天的恢復期，即可回到正常的生活、工作、運動。

傳統腹腔鏡減重手術（如袖狀胃切除術與胃繞道手術）可能會影響身體吸收某些重要的營養物質，如維生素 B12、鐵、鈣等。因此，術後需要定期補充營養素，並進行血液檢查來監測營養水平，防止營養不良的發生。沈群勝醫師說，內視鏡袖狀胃縮術只有單純縮減胃體積，沒有切除胃部組織，因此對於均衡飲食的術友，不會出現長期營養不良的狀況，無需長期接受特殊營養補充。

這些減重手術各有優缺點，醫師會根據患者的肥胖程度、健康狀況和個人需求來選擇合適的方案。

減重對身心健康大有幫助！

肥胖可能造成許多併發症，研究證實減重手術有助於改善許多與肥胖相關的健康問題，包括第二型糖尿病、高血壓、高膽固醇、心血管疾病、睡眠呼吸中止症、關節炎等。沈群勝醫師說，許多患者術後糖尿病症狀明顯改善，部分患者甚至可以完全緩解。體重減輕後，血壓通常會下降，許多患者可減少或停止服用降血壓藥。由於膽固醇水平下降，心血管健康顯著改善，能夠降低心臟病和中風的風險。減重後體重能夠減少關節的負擔，膝蓋、髖關節、下背部的疼痛可以得到緩解。

體重減輕後，患者更容易參與運動、社交，許多患者的自尊心、自信心會增加，抑鬱和焦慮症狀可能減輕。

但很多人誤以為減重手術是一個捷徑，只要做完手術就可以輕鬆減重，不需要付出努力。沈群勝醫師說，其實減重手術並不是捷徑，而是幫助重度肥胖者管理體重的一個工具。術後患者仍然需要進行長期的飲食控制、運動和生活習慣調整，否則可能會出現體重反彈。因此，手術後的生活方式調整對於手術成功至關重要。

剛接受減重手術後，體重下降的速度較快，但是減重過程仍然是逐步進展的過程。沈群勝醫師強調，通常在手術後的頭一年體重減少最為顯著，不過仍取決於個人體質和遵循健康習慣的程度，大多數人並不能直接達到理想體重，而是需要持續努力，逐步改善健康狀況！

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