你還在虐「心」嗎?知曉心臟衰竭的致命因素，一同終結傷「心」！

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《心房顫動常無感，易中風！微創胸腔鏡左心耳關閉術降低中風風險，心臟外科醫師圖文解析》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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「那是一個 70 歲的男性患者，罹患慢性肺病，且被診斷出二尖瓣逆流與心房顫動，需要手術治療，但是患者、家屬都擔心開胸手術傷口過大，而猶豫不決。」林口長庚醫院心臟血管外科主任陳紹緯教授表示，「經過詳細討論後，患者決定接受不停跳二尖瓣人工鍵索植入術及微創胸腔鏡左心耳關閉術來治療。微創胸腔鏡左心耳關閉術是透過 3 個小傷口，在胸腔鏡的輔助下，從左心耳外安裝左心耳夾。除了解決二尖瓣逆流的問題，一併處理了左心耳來降低未來中風風險，術後患者順利恢復，目前狀況穩定，在門診持續追蹤。」

心房顫動（Atrial fibrillation）是臨床上最常見的心律不整，陳紹緯教授說，正常狀況下，心房與心室會依序規則收縮，推動血液循環。當心房顫動發作時，心房的肌肉會像顫抖一般紊亂抽動，無法有效收縮，而讓心房失去功能。

心房顫動可能導致心悸、胸悶、頭暈、無力、呼吸急促等，也可能沒有明顯症狀。最麻煩的是，心房顫動會導致多種嚴重併發症。

長期處於心房顫動將導致心臟衰竭，若不治療心房顫動，患者因為心臟因素死亡的機會是一般人的 2 倍。陳紹緯教授指出，滯留在心房內的血液可能會漸漸形成血塊，若血塊剝落，隨著血液流出心臟，便可能造成血管阻塞，而導致腦中風、腸中風、腎臟中風、肢體中風等狀況，危及性命。若不治療心房顫動，患者中風的機會約是一般人的 5 倍。

左心耳關閉術幫助降低中風風險

心房顫動的治療包括矯正心律、預防中風。陳紹緯教授說，矯正心律方面可以嘗試口服藥物或使用電燒手術，降低心房顫動發作的機會。預防中風方面可以服用抗凝血劑，以及接受左心耳關閉術（Left atrial appendage closure）。

研究發現，心房顫動所產生的血塊約有九成是源自於左心耳。左心耳是心臟發育的遺跡，其內壁凹凸不平，容易形成血栓。利用手術關閉左心耳，有助於降低中風風險。陳紹緯教授說，如果是中風危險較高的心房顫動患者（CHA2DS2-VASc ≥ 2 分）、服用抗凝血劑還是反覆中風的患者、不適合長期使用抗凝血劑的患者，可以考慮接受左心耳關閉術。

目前有兩種方式能夠關閉左心耳，一種是利用心導管，從血管內進行左心耳封堵手術；一種是經由外科手術，利用左心耳夾從外面夾住左心耳。

左心耳封堵手術一般是從鼠蹊部的股靜脈穿刺，在 X 光輔助下將導管延伸到右心房，然後進行心房間隔穿刺術進入左心房，確定位置後將可擴張的封堵器放入左心耳。陳紹緯醫師說，術後要密切觀察是否出現相關併發症，例如心包膜積液、假性動脈瘤、裝置栓塞、動靜脈廔管、心臟破裂、中風等，後續也要追蹤封堵器的密合狀況。由於左心耳的解剖構造不規則，部分患者可能不適合接受左心耳封堵手術，術前必須經過仔細評估。

左心耳閉合手術是由外科醫師執行，從左心耳外面進行左心耳關閉。傳統手術是將左心耳剪掉，然後把開口縫起來。陳紹緯醫師說，但是因為左心耳非常脆弱，縫完之後容易出血，利用傳統手縫方式會增加手術中心臟停止時間。目前可使用左心耳閉合器，夾住後便能有效關閉左心耳，幫助縮短手術時間，並減少出血的機會，而在歐美先進國家，一般都是使用左心耳夾進行左心耳關閉術，使手術更快速且有效。

陳紹緯醫師說，如果心房顫動患者計畫接受心臟手術，目前的治療指引建議在術中一併關閉左心耳，根據大型臨床試驗結果，可避免血液滯留形成血栓，並有效降低未來腦中風之風險。

微創胸腔鏡左心耳夾閉合術 STEP BY STEP

過去左心耳夾已被證實能夠顯著降低中風的風險，現在也可以利用胸腔鏡進行微創左心耳關閉術。

「一般會經由 3 個小傷口進入胸腔，在胸腔鏡的輔助下，利用特殊器械安裝左心耳夾。」陳紹緯醫師解釋，「微創胸腔鏡左心耳關閉術不需開胸、不需讓心臟停止跳動，便可以有效的關閉左心耳。」

相較於開胸手術，微創胸腔鏡左心耳關閉術的傷口較小、手術時間較短、術後疼痛較少、恢復期較短。此外在心臟不停跳下，可藉由超音波的導引下確認左心耳完全被關閉及降低手術併發症。陳紹緯醫師說，對心房顫動患者而言，微創胸腔鏡左心耳關閉術將是一項幫助降低中風風險的利器。

貼心小提醒

心房顫動是常見的心律不整，也是造成中風的主要原因之一，可能導致失能、死亡。陳紹緯醫師提醒，心房顫動的發生率會隨著年紀而越來越高，大家要提高警覺，即使沒有症狀，也必須積極接受治療。

心房顫動所產生的血塊約有九成是源自於左心耳，如果是中風危險較高的心房顫動患者（CHA2DS2-VASc ≥ 2 分）、服用抗凝血劑還是反覆中風的患者、不適合長期使用抗凝血劑的患者，可以考慮接受微創胸腔鏡左心耳關閉術，幫助降低中風風險！

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• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《周邊血管學會成立，聚焦高血壓新療法腎動脈交感神經阻斷術，與下肢動脈血管治療趨勢》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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「大多數人都不知道，高血壓可能跟腎臟有關！」馬偕紀念醫院心臟內科資深主治醫師李應湘醫師表示，「腎臟的功能不是只有排尿，它也是調控血壓的器官。某些患者的高血壓可以透過調控腎臟，而有效改善血壓的控制。歐洲高血壓學會、美國介入醫學會等皆已將高血壓導管治療列為控制高血壓的方式之一。」

高血壓的盛行率相當高，18 歲以上的人口中大概四分之一有高血壓，40 歲以上的人口中大概三分之一有高血壓，65 歲以上的人口中大概二分之一有高血壓。李應湘醫師指出，由於大多數的高血壓都沒有症狀，所以很多患者都不曉得自己有高血壓。

雖然沒有明顯症狀，但是高血壓會對全身血管造成傷害，而導致中風、心肌梗塞、主動脈剝離、視網膜病變、腎臟病變等嚴重併發症。

發現高血壓時，一定要積極處理，才能降低併發症的風險。台灣周邊血管學會理事長暨中國醫藥大學附設醫院周邊血管科主任徐中和醫師表示，想要控制血壓必須多管齊下，包括飲食要少鹽少糖、規律運動、維持理想體重等非藥物的方法，然後可以利用各種機轉的藥物達到控制血壓的效果。

「藥物治療的成效與治療順從度有很大的關係。」李應湘醫師說，「只要願意吃藥、按時吃藥，大部分患者的血壓可以維持一段時間內達標。但是看似簡單的動作，其實長期並不容易維持。臨床上可能有八成以上的患者，會因為各式各樣的原因而沒有完全依照指示服藥。」

高血壓導管治療的發展，有機會克服治療順從度的問題。徐中和理事長說，根據臨床試驗的結果，腎動脈交感神經阻斷術的效果能夠維持多年，多數患者只要做一次，就能達到長期舒緩血壓的效果。

隨著年紀增加，患者往往會有多種慢性病，而服用越來越多的藥物。李應湘醫師說，如果利用高血壓導管治療來控制血壓，患者就有機會能少吃一些藥，也能降低藥物發生交互作用的機會。

根據研究，部分高血壓患者的成因與交感神經、腎臟荷爾蒙有關，腎動脈交感神經阻斷術（Renal Denervation，RDN）就是直接針對源頭做治療。李應湘醫師解釋，腎動脈交感神經阻斷術是微創導管手術，一般會從腹股溝處的股動脈穿刺，然後將導管延伸到腎動脈，確認位置後便可利用高頻電波阻斷交感神經，手術時間短、傷口小且術後復原快。

台灣的高血壓導管治療已經累積超過 450 例，在全球扮演領先的角色。李應湘醫師說，長期追蹤的結果顯示，腎動脈交感神經阻斷術的安全性高，風險與檢查性心導管差不多，僅少數患者會在打針處術後出現瘀青的狀況。患者血壓的下降平均可達 13 mmHg，藥物的使用也可以減少。

已有許多臨床指南建議將腎動脈交感神經阻斷術作為高血壓處置選擇之一。徐中和理事長說，台灣周邊血管學會特別成立腎臟介入委員會，希望幫助交流臨床經驗，持續推廣高血壓導管治療。

盡量以不放支架的方式，維持下肢動脈暢通

處理周邊動脈阻塞性疾病亦是周邊血管介入治療的重要任務，針對下肢動脈血管介入治療，目前是朝「leave nothing behind」的方向發展。徐中和理事長指出，由於下肢關節的活動度大，如果放置血管支架，支架容易受到擠壓，而且支架也會遇到再狹窄的問題，所以會希望盡量利用不放支架的方式來維持血管暢通。

大腿的血液主要由一條動脈來供應，當動脈狹窄、阻塞時，一般是用氣球擴張把血管打通，但是單純採用氣球擴張，後續再度狹窄的機率會比較高。在治療 6 個月後，超過四、五成的病人有再狹窄的狀況。徐中和理事長說，為了降低再狹窄的機率，目前可以使用塗藥球囊導管。塗藥球囊導管撐開後能夠將藥物塗在血管病變處，抑制血管內皮細胞增生，降低血管再狹窄的機會。

使用傳統的導管氣球撐開血管時，血管可能出現剝離的狀況，造成血管損傷。如果出現剝離，就只能置放血管支架。徐中和理事長說，為了降低血管剝離的機會，可以考慮使用巧克力球囊導管。巧克力球囊導管具有鎳合金限制結構，讓氣球鼓起時，形狀類似一塊一塊的巧克力。巧克力球囊導管可以較均勻的撐開血管，避免氣球擴張時的壓力差，幫助預防血管剝離，減少血管支架的置放。

台灣周邊血管學會持續推廣血管介入治療

隨著科技的進步，血管介入的應用範圍越來越廣。徐中和理事長說，台灣周邊血管學會成立的目標就是推廣各種血管介入治療，包括腎動脈交感神經阻斷術、周邊動脈阻塞的治療、以攝護腺動脈栓塞治療良性攝護腺肥大、透過治療外陰動脈狹窄改善性功能障礙等。

台灣周邊血管學會定期舉辦國際會議，與世界各國的專家交流，同時也舉辦各種教育訓練，讓更多醫師能夠熟悉血管介入治療的進展，讓更多的患者能夠受惠於越來越進步的血管介入治療！

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