認識發炎性腸道疾病，治療腸道黏膜癒合是關鍵！

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《腹瀉、血便、體重減輕是警訊！發炎性腸道疾病治療解析，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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「有位 30 多歲的女性患者，平時工作相當忙碌，壓力很大，經常腹瀉。雖然發現排便帶血，但自認為是痔瘡，而沒有放在心上。」臺北榮民總醫院內視鏡診斷暨治療中心王彥博醫師指出，「因為持續解血便，患者經常感到頭暈，才終於就醫檢查。」 

大腸鏡檢查發現患者的直腸、結腸有嚴重發炎、潰瘍。經過一系列檢查，確診 為潰瘍性結腸炎，王彥博醫師說，接受傳統藥物治療後，患者的症狀緩解，但 是一段時間後又會復發，於是向健保申請使用生物製劑。 

王彥博醫師說，至今持續使用生物製劑已經過了三年，患者的狀況穩定下來， 沒有復發的狀況，回復正常的工作與生活。 

發炎性腸道疾病（IBD，Inflammatory Bowel Disease）是一種慢性腸道發炎 疾病，主要分為潰瘍性結腸炎與克隆氏症。王彥博醫師解釋，潰瘍性結腸炎主 要影響結腸、直腸，常見症狀包括腹瀉、血便、腹痛等。克隆氏症可能影響所 有的消化道，常見症狀包括腹痛、腹瀉、營養不良、貧血、體重減輕等。 

「一般的腸胃炎會出現腹痛、腹瀉、發燒等症狀，大多會在幾天內緩解。」王 彥博醫師強調，「發炎性腸道疾病患者的症狀則是反覆發作，如果持續較久、經 常發作，便要提高警覺，盡快就醫檢查。」 

除了影響腸道之外，發炎性腸道疾病也可能影響腸道以外其他器官，而出現眼 睛發炎、皮膚紅疹、關節疼痛等症狀。王彥博醫師說，大約四分之一的病人會出現腸道外症狀，曾經有病人是先以關節痛來表現，後來做檢查後才發現，原 來是罹患發炎性腸道疾病。 

發炎性腸道疾病的成因尚未完全明瞭，目前認為可能與多種因素有關，包括基 因、飲食、環境、壓力等。王彥博醫師說，發炎性腸道疾病患者中具有家族史 的比例約為 10%。可能在遇到某些感染、飲食、環境的影響，而激發出針對腸 道的免疫反應，對自己的腸道組織發動攻擊，造成腸道慢性發炎。 

潰瘍性結腸炎通常是呈現連續性病灶，從直腸向結腸延伸。克隆氏症的病灶會 呈跳躍式分布，包括食道、胃、小腸、結腸、直腸等皆可能受到侵犯。王彥博 醫師說，潰瘍性結腸炎通常侵犯黏膜層，可能造成腸道穿孔、腸道狹窄、毒性 巨結腸症等；克隆氏症會侵犯黏膜層、黏膜下層、肌肉層，若未接受治療，恐 導致腸道狹窄、穿孔、瘻管、膿瘍等嚴重併發症。倘若腸道長期處於發炎的狀 態，將使罹癌風險增加。 

潰瘍性結腸炎患者會經常腹瀉、血便，而導致營養不良、貧血，且嚴重影響生 活品質，甚至無法好好工作。王彥博醫師說，如果因為嚴重併發症而反覆接受 手術，可能造成短腸症候群，恐導致失能，對患者與家屬造成極大的衝擊。 

治療發炎性腸道疾病，追求腸道黏膜癒合 

診斷發炎性腸道疾病後，醫師會根據抽血檢查、影像檢查、內視鏡檢查、病理 切片的結果，評估疾病的嚴重度，並擬定合適的治療計畫。 

首先要做好飲食控制，不要吃生食。王彥博醫師說，藥物治療包括 5-ASA 抗發 炎藥物、類固醇、免疫調節劑、生物製劑等。 

長期使用類固醇可能造成月亮臉、水牛肩、增加感染風險等副作用，因此類固 醇通常僅作短期內控制急性病情之用，治療上主要會以 5-ASA 抗發炎藥物、免疫調節劑來控制發炎。倘若傳統治療成效不佳，便會考慮介入生物製劑。 

相較於傳統藥物，生物製劑的治療機轉較精準，可以有效抑制發炎反應，且副 作用較少，能夠幫助腸道黏膜癒合。 

發炎性腸道疾病治療目標有幾項，第一、臨床症狀緩解，降低腹瀉、血便頻率；第二、發炎指數回復正常；第三、腸道黏膜癒合，降低復發風險；第四、達到病理緩解，長期穩定控制病情。王彥博醫師說，在症狀改善後，患者還是要按時回診，持續接受治療。 

貼心小提醒 

天氣寒冷時，很多人喜歡進補，但是發炎性腸道疾病患者最好不要任意進補。 王彥博醫師叮嚀，規律用藥、均衡飲食、維持良好生活習慣，才能把疾病控制 穩定，維持理想的生活品質，降低出現嚴重併發症的機會！ 

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「有位 30 多歲的女性患者，平時工作相當忙碌，壓力很大，經常腹瀉。雖然發現排便帶血，但自認為是痔瘡，而沒有放在心上。」臺北榮民總醫院內視鏡診斷暨治療中心王彥博醫師指出，「因為持續解血便，患者經常感到頭暈，才終於就醫檢查。」 

大腸鏡檢查發現患者的直腸、結腸有嚴重發炎、潰瘍。經過一系列檢查，確診 為潰瘍性結腸炎，王彥博醫師說，接受傳統藥物治療後，患者的症狀緩解，但 是一段時間後又會復發，於是向健保申請使用生物製劑。 

王彥博醫師說，至今持續使用生物製劑已經過了三年，患者的狀況穩定下來， 沒有復發的狀況，回復正常的工作與生活。 

發炎性腸道疾病（IBD，Inflammatory Bowel Disease）是一種慢性腸道發炎 疾病，主要分為潰瘍性結腸炎與克隆氏症。王彥博醫師解釋，潰瘍性結腸炎主 要影響結腸、直腸，常見症狀包括腹瀉、血便、腹痛等。克隆氏症可能影響所 有的消化道，常見症狀包括腹痛、腹瀉、營養不良、貧血、體重減輕等。 

「一般的腸胃炎會出現腹痛、腹瀉、發燒等症狀，大多會在幾天內緩解。」王 彥博醫師強調，「發炎性腸道疾病患者的症狀則是反覆發作，如果持續較久、經 常發作，便要提高警覺，盡快就醫檢查。」 

除了影響腸道之外，發炎性腸道疾病也可能影響腸道以外其他器官，而出現眼 睛發炎、皮膚紅疹、關節疼痛等症狀。王彥博醫師說，大約四分之一的病人會出現腸道外症狀，曾經有病人是先以關節痛來表現，後來做檢查後才發現，原 來是罹患發炎性腸道疾病。 

發炎性腸道疾病的成因尚未完全明瞭，目前認為可能與多種因素有關，包括基 因、飲食、環境、壓力等。王彥博醫師說，發炎性腸道疾病患者中具有家族史 的比例約為 10%。可能在遇到某些感染、飲食、環境的影響，而激發出針對腸 道的免疫反應，對自己的腸道組織發動攻擊，造成腸道慢性發炎。 

潰瘍性結腸炎通常是呈現連續性病灶，從直腸向結腸延伸。克隆氏症的病灶會 呈跳躍式分布，包括食道、胃、小腸、結腸、直腸等皆可能受到侵犯。王彥博 醫師說，潰瘍性結腸炎通常侵犯黏膜層，可能造成腸道穿孔、腸道狹窄、毒性 巨結腸症等；克隆氏症會侵犯黏膜層、黏膜下層、肌肉層，若未接受治療，恐 導致腸道狹窄、穿孔、瘻管、膿瘍等嚴重併發症。倘若腸道長期處於發炎的狀 態，將使罹癌風險增加。 

潰瘍性結腸炎患者會經常腹瀉、血便，而導致營養不良、貧血，且嚴重影響生 活品質，甚至無法好好工作。王彥博醫師說，如果因為嚴重併發症而反覆接受 手術，可能造成短腸症候群，恐導致失能，對患者與家屬造成極大的衝擊。 

治療發炎性腸道疾病，追求腸道黏膜癒合 

診斷發炎性腸道疾病後，醫師會根據抽血檢查、影像檢查、內視鏡檢查、病理 切片的結果，評估疾病的嚴重度，並擬定合適的治療計畫。 

首先要做好飲食控制，不要吃生食。王彥博醫師說，藥物治療包括 5-ASA 抗發 炎藥物、類固醇、免疫調節劑、生物製劑等。 

長期使用類固醇可能造成月亮臉、水牛肩、增加感染風險等副作用，因此類固 醇通常僅作短期內控制急性病情之用，治療上主要會以 5-ASA 抗發炎藥物、免疫調節劑來控制發炎。倘若傳統治療成效不佳，便會考慮介入生物製劑。 

相較於傳統藥物，生物製劑的治療機轉較精準，可以有效抑制發炎反應，且副 作用較少，能夠幫助腸道黏膜癒合。 

發炎性腸道疾病治療目標有幾項，第一、臨床症狀緩解，降低腹瀉、血便頻率；第二、發炎指數回復正常；第三、腸道黏膜癒合，降低復發風險；第四、達到病理緩解，長期穩定控制病情。王彥博醫師說，在症狀改善後，患者還是要按時回診，持續接受治療。 

貼心小提醒 

天氣寒冷時，很多人喜歡進補，但是發炎性腸道疾病患者最好不要任意進補。 王彥博醫師叮嚀，規律用藥、均衡飲食、維持良好生活習慣，才能把疾病控制 穩定，維持理想的生活品質，降低出現嚴重併發症的機會！ 

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