想吃得安心，更想吃得無愧於心

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。

你是否也曾在抽衛生紙的瞬間，心頭閃過「這會不會讓更多森林消失」的擔憂？當最後一張衛生紙用完，內心的愧疚感也油然而生……但先別急著責怪自己，事實上，使用木製品和紙張也能很永續！只要我們選對來源、支持永續木材，你的每一個購物決策，都能將對地球的影響降到最低。

二氧化碳是「植物的食物」：碳的循環旅程

樹木的主食是水與二氧化碳，它們從空氣中吸收二氧化碳，並利用這些碳元素形成枝葉與樹幹。最終這些樹木會被砍伐，切成木材或搗成紙漿，用於各種紙張與木製品的製造。

木製品在到達其使用年限後，無論是被燃燒還是自然分解，都會重新釋放出二氧化碳。不過在碳循環中，這些釋出的二氧化碳，來自於原本被樹木「吸收」的那些二氧化碳，因此並不會增加大氣中的碳總量。

只要我們持續種植新樹，碳循環就能不斷延續，二氧化碳在不同型態間流轉，而不會大量增加溫室氣體在大氣中的總量。因為具備循環再生的特性，讓木材成為相對環保的資源。

但，為了木製品而砍伐森林，真的沒問題嗎？當然會有問題！

砍對樹，很重要

實際上，有不少木材來自於樹木豐富的熱帶雨林。然而，熱帶雨林是無數動植物的棲息地，它們承載著地球豐富的生物多樣性。當這些森林被非法砍伐，不僅生態系統遭到破壞，還有一個嚴重的問題–黃碳，也就是那些大量儲存在落葉與土壤有機質中的碳，會因為上方森林的消失重新將碳釋放進大氣之中。這些原本是森林的土地，將從固碳變成排碳大戶。

不論是黃碳問題，還是要確保雨林珍貴的生物多樣性不被影響，經營得當的人工永續林，能將對環境的影響降到最低，是紙漿和木材的理想來源。永續林的經營者通常需要注重環境保護與生態管理，確保砍下每顆樹木後，都有新的樹木接續成長。木材反覆在同一片土地上生成，因此不用再砍伐更多的原始林。在這樣的循環經營下，我們才能不必冒著破壞原始林的風險，繼續享用木製品。

如何確保你手中的紙張來自永續林？

如果你擔心自己無意中購買了對環境不友善的商品，而不敢下手，只要認明FSC（森林管理委員會）認證與 PEFC（森林認證制度）認證標章，就能確保紙漿來源不是來自原始林。並且從森林到工廠、再到產品，流程都能被追蹤，為你把關每一張紙的生產過程合乎永續。

家樂福「從 i 開始」：環境友善購物新選擇

不僅是紙張，家樂福自有品牌的產品都已經通過了環保認證，幫助消費者在日常生活中輕鬆實踐環保。選擇 FSC 與 PEFC 標章只是第一步，你還可以在購物時認明家樂福的「從 i 開始」價格牌，這代表商品在生產過程中已經符合多項國際認證永續發展標準。

「從 i 開始」涵蓋十大環保行動，從營養飲食、無添加物、有機產品，到生態農業、動物福利、永續漁業、減少塑料與森林保育，讓你每一項購物選擇都能與環境保護密切相關。無論是買菜、買肉，還是日常生活用品，都能透過簡單的選擇，為地球盡一份力。

上篇提到，在這波嚴峻的缺蛋危機中異軍突起的無蛋「旦糕」，就是有業者利用南瓜泥、豆漿、豆腐、腰果或果醬等食材取代蛋，研發出各式各樣的「旦糕」，包括布朗尼或杯子旦糕等，做出來就和一般的蛋糕非常相似。

其標榜以蔬果取代雞蛋做出的甜品更低脂，含有豐富營養素及植化素，獲得許多年輕女性、運動員客群青睞。加上自西方風行的「Vegan」（純植物）的概念日漸盛行，該業者在這場缺蛋潮中成為最大贏家^[1]。

烘焙需求轉變，使雞蛋替代物的市場增長

確實近年來，因消費者健康意識提升或受食安問題等影響，在烘焙需求上有所轉變，包括健康問題如苯酮尿症、雞蛋過敏；公共衛生問題如禽流感；飲食偏好如全素者；以及生產者是否能持續供應雞蛋等因素。

根據 Egg Replacers Market 報告，2020 年雞蛋替代物市場價值約為 14 億美元，預計到 2025 年將達到 16 億美元（2019 年預測），顯然雞蛋替代物的市場日益增長。

沒有雞蛋的「旦糕」逐漸受到重視，食品科學家在積極尋找各式各樣的雞蛋替代物製作旦糕，並且希望利用這些替代物所製作出的旦糕質地，能夠接近真的蛋糕^[2]。

製作旦糕的材料——雞蛋替代物

在雞蛋對蛋糕有多重要？缺蛋可以做無蛋「旦糕」——上篇有提到，雞蛋在蛋糕中所提供的功能，所以雞蛋的替代物，也需要有這些相似的特性才行，目前常見的雞蛋替代物主要分為三大類：

一、蛋白質類

又區分成動物來源或植物來源的蛋白質：

• 動物來源：如乳清蛋白，乳清蛋白可提供吸水、黏著或彈性、乳化和起泡等功能特性，可作為蛋糕中的蛋之完全或部分取代物。
• 植物來源：如鷹嘴豆蛋白或大豆蛋白等，這些植物蛋白皆具有乳化性，能幫助起泡安定、凝膠、風味結合及黏度增加。

二、食品添加物

通常使用親水性的膠體或乳化劑兩種食品添加物：

• 親水膠體：通常被歸類於增稠劑，可改善產品之親水性、保水性、黏稠度等，以增加產品的安定性，延長保存期限，如玉米糖膠（xanthan gum）及關華豆膠（guar gum）等。
• 乳化劑：屬於界面活性劑，具有乳化、 起泡、消泡、分散及潤滑等作用。可提高產品品質、延長保存期限、防止食品變質及改善食品風味等，如脂肪酸蔗糖酯（sucrose fatty acid ester）和乳酸硬脂酸鈉（sodium stearoyl lactylate）等^{[2, 3]}。

三、其它食品原料

大多數為含有豐富多醣類的膠質，以奇亞籽和亞麻籽為例：

• 奇亞籽：在水溶液中可形成黏液或膠體，是由木糖、葡萄糖和葡萄醣醛酸所組成的支鏈多醣，具有強大的增稠效果，已被用於代替蛋糕中的蛋和油。
• 亞麻籽：亞麻籽殼中含有亞麻籽膠，膠主要成分為多醣類和蛋白質，具有良好的親水與親油性，以及高保水性及高乳化性，已廣泛應用於食品及化工製藥業^{[4, 5]}。

戚風旦糕的製作流程

然而上述的那些替代物，很少會單一使用，常會多種搭配一起使用，效果更佳，至於製作方式就以常見的戚風蛋糕為例。

戚風蛋糕一開始製作時會將蛋白與蛋黃分開攪拌，形成蛋白霜和麵糊兩部分，戚風旦糕也是，其流程為：

1. 蛋白霜：將乳清蛋白粉（或植物來源的蛋白）和水混合均勻後打至濕性發泡，再分次加入白砂糖，並繼續打至硬性發泡（可在前一分鐘加入 SP 拌至均勻）。
2. 麵糊：將所有粉料（含膠體或乳化劑）過篩，加入已拌均之卵磷脂、油、水、糖中。
3. 將蛋白霜和麵糊兩部分拌均成蛋糕麵糊，倒入鋁製活動烤模中，以特定時間和溫度烤焙，最後取出倒扣於架上冷卻即完成。

上述的做法中出現做烘焙常會聽到的 SP（surfactant powder），其實就是一種乳化劑，通稱為「蛋糕乳化劑」或「蛋糕起泡劑」，在大陸被稱作「蛋糕油」^[3]。

與雞蛋蛋白性質相似的全素食材 aquafaba

沒有蛋，就需要使用多種食品添加物來幫助旦糕膨大及穩定，然而許多人為了製作天然無負擔的旦糕，還是會拒絕使用食品添加物。

通常他們所使用的食材，大多是亞麻籽粉、香蕉泥、蘋果泥或花生醬等，但是這些食材的味道本身就很有個性，做出來的成品也很難百分百像真蛋糕，使用上會有所限制。

不過近年來出現了一個神奇的食材稱作 aquafaba，名字是由拉丁文的水（aqua）和豆（faba）所組成，是一種具黏性液體，這個食材就是煮過的鷹嘴豆水。

2014 年，法國廚師 Joël Roessel 發現，鷹嘴豆罐頭的水（含蛋白質）與雞蛋蛋白頗為相似，具有乳化、起泡、黏合、凝膠和增稠等功能特性，甚至可打成全素的蛋白霜。

如此，aquafaba 從食品廢棄物變成有價值的材料，而且成本不高，也許未來會成為全素、無麩質的新興烘焙材料也說不定^{[2, 6]}。

想看 aquafaba 怎麼打成豆蛋白霜嗎？可以點此連結觀看影片 ：
BEGINNER’S GUIDE to Aquafaba! | Minimalist Baker Recipes

健康美味的植物基產品已成趨勢

近年植物基飲食、減碳風潮席捲全球，根據市調機構 Innova Market Insights 的全球食品市場調查，植物基產品以每年近 20% 的速度成長，市場潛力大。

植物基產品除了要求口感擬真與美味之外，營養價值也受到重視^[7]。這次的缺蛋危機雖然還不知道會持續多久，但也意外讓美味的植物基旦糕被更多重視健康的消費者所關注。

1. 嚴雅芳，2023。不怕缺蛋！無蛋奶甜點「綠帶」在民生社區異軍突起。經濟日報。
2. Yazici, G. N. and Ozer, M. S. 2021. A review of egg replacement in cake production: Effects on batter and cake properties. Trends in Food Science and Technology 111: 346-359.
3. 梁麗卿，2003。無蛋蛋糕製作技術之研究。國立屏東科技大學食品科學系碩士學位論文。屏東。
4. 邱恩亭，2018。添加奇亞籽對無麩質蛋糕品質之影響。國立臺灣海洋大學食品科學系碩士學位論文。基隆。
5. 蔡佩珊，2017。探討添加亞麻籽粉對無麩質蛋糕營養價值與品質之影響。國立臺灣海洋大學食品科學系碩士學位論文。基隆。
6. 尹嘉蔚，2017。【素食替身】鷹嘴豆水變蛋白霜　Aquafaba做蛋糕唔用雞蛋白一樣得。香港01。
7. 劉家瑜，2023。低碳飲食！工研院打造全台首顆植物荷包蛋 口味、營養兼顧。民眾日報。