貓抓感染噬肉菌，澳女存活第一人

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。

• 本文編譯自《Monkeypox goes global: why scientists are on alert》

猴痘是什麼？

猴痘是由猴痘病毒引起的傳染疾病，主要在非洲囓齒動物間傳播，偶爾也會感染靈長類。最初是在 1958 年從實驗室的猴子身上所發現，其傳染途徑是經由動物傳染給人類，或是其他受感染的人類相互傳播，屬於人畜共通傳染病。猴痘與天花非常類似，但是相對來說較不致命。

一般來說，每年確診猴痘病例約為幾千例，且範圍侷限在非洲中部及西部，非洲以外地區感染猴痘的病例數極少，通常是具有非洲旅遊接觸史，或是在進口野生動物時一併帶入病毒所致。

為什麼猴痘突然引起全球關注？

截至 6 月 2 日的統計數據顯示，目前有 27 個非洲地區以外的國家通報病例，包括英國 207 例、西班牙 156 例、葡萄牙 138 例、加拿大 58 例、德國 57 例。雖然這些國家目前還沒有死亡通報，但全球自英國報告首例本土病例（5 月 14 日）以來，非洲以外地區的確診病例就超過了 1970 年以來的總數。有鑑於此，WHO 於 5 月 29 日發布新聞稿，將猴痘列為中度風險傳染疾病。

猴痘突然在各地爆發，讓民眾不免擔憂是否重演 COVID-19 在全球肆虐的戲碼。據病毒學專家 Jay Hooper 表示，猴痘不具備像 COVID-19 在人與人之間的高度傳染力，而且與猴痘極為類似的天花早已有治療方法（研究證實天花疫苗對於猴痘同樣具有約 85% 的保護力），所以暫時不需要太過擔心。

猴痘症狀表現有哪些？

據 WHO 表示，猴痘的潛伏期（從感染病毒到出現症狀的時間間隔）約為 6 至 16 天，自發病到痊癒約需要二至四週。猴痘與 COVID-19 的症狀都類似流感，像是發燒、頭痛、畏寒、出汗、肌肉痠痛等，但是猴痘通常也伴隨淋巴結腫大，進而在頭部和四肢產生皮膚病灶。發燒後一至三天進入皮疹期，一般來說先從臉部出疹，再逐漸擴散到其他身體部位。皮疹的型態從斑丘疹（底部扁平的病變）、小水皰（充滿液體的小皰）轉變為膿皰，約十天後結痂，二至三週後完全消失。

一般來說，猴痘患者在沒有接受特別治療的情況下，可以在數週內自行痊癒。值得慶幸的是，猴痘的致死率並不算高——根據 WHO 資料顯示，約為 3% 至 6%。另外，猴痘感染者因為有皮膚病變的情形，症狀較不易被忽略；要是感染後多為無症狀的話，那可就真的難以追蹤了。

COVID-19與猴痘的差異——傳播方式

從傳播方式來看，其實猴痘並沒有 COVID-19 這麼強的感染力。COVID-19 的傳染途徑是經由空氣傳播的氣溶膠。氣溶膠微粒的大小介於 5 至 10 微米，超過 10 微米就會因重力作用沉降在物體表面，例如帶原者咳嗽，排出夾帶微量病毒的唾液微粒，懸浮在空氣之中。氣溶膠雖然夾帶的單一病毒量較飛沫傳播來的少，但是可傳播的距離較長，且病毒在微粒中又能存活一定的時間；如處在密閉空間內，滯留的氣溶膠又大幅提升了人們將病毒吸入和接觸感染的風險。

猴痘則是經由體液接觸傳染，通常是直接接觸到帶原者的體液而感染。猴痘屬於人畜共通傳染病，傳染途徑包括接觸受感染動物的血液、體液、黏膜和皮膚傷口，或是食用感染動物未完全煮熟的肉。另外，如遭到感染動物咬傷或抓傷，同樣也有可能感染。人傳人的方式則透過近距離接觸感染者體液，使猴痘病毒經由呼吸道、黏膜和皮膚傷口進入人體。

COVID-19 與猴痘的差異——基因組態

另外，COVID-19 新冠病毒以及猴痘病毒，在基因組態上也有差異，以下先簡單介紹 DNA 病毒以及 RNA 病毒。

COVID-19 新冠病毒屬於 RNA 病毒，因為 RNA 病毒沒有自我修正錯誤的機制，病毒存活時間也相對較短，所以有較高的突變率。當變異發生的機率提高，就有機會產生適應環境的有利變異，對病毒來說是一大優勢，但對於宿主來說就是壞消息了。這也是流感病毒在短時間內就能出現多種變異病毒株的原因；同樣的道理，當季有效的流感疫苗，很有可能因病毒突變的關係，在下一季就失去了保護作用。

猴痘與天花則同屬 DNA 病毒，DNA 病毒體積較大，可以儲存較多遺傳密碼。DNA 聚合酶本身具有修復錯誤鹼基的機制，如複製過程中出現錯誤，DNA 聚合酶可以偵測錯誤，並退回原先的步驟重新執行，也因此不太容易產生變異。基於 DNA 病毒的特點，猴痘病毒比較難在一夕之間突變為人傳人的方式。

是否該施打猴痘疫苗？

世界衛生組織於 1980 年正式宣佈天花自地球上根除，並全面停止施打疫苗，使得人們對於天花的免疫力逐漸降低。如今，與天花相近的猴痘病毒現蹤，依照現在的態勢，可以推論感染猴痘的風險也許會增加。為避免猴痘傳播繼續擴散，各國的公共衛生機構都開始執行預防對策，像是維持天花疫苗庫存，以及研究針對猴痘病毒的治療方法等等。

美國疾病管制及預防中心（CDC）表示，目前美國認可的天花疫苗有兩種：ACAM200 以及 JYNNEOS；其中 JYNNEOS 也被核准為能夠有效預防猴痘的疫苗。另外，美國 CDC 也說明，最佳的接種疫苗時機是在個體暴露於猴痘病毒前；若在接觸病毒後四天內接種，仍有機會可以預防一些症狀產生；而在感染後 4 至 14 天才接種疫苗的話，僅能減緩症狀。

美國流行病學家 Andrea McCollum 表示，若是猴痘病毒大規模爆發，應採取環形接種疫苗（ring vaccination）策略，意即針對確診者身邊的接觸者進行接種，以阻斷猴痘病毒的傳播鏈。目前，確診猴痘的案例仍相對少，因此暫時不需要實施超過環形接種層級的防範措施。

結論

根據現有資料來看，如同專家學者們所說，猴痘暫時不會對人類造成太大的威脅。至於疾病爆發的由來和傳染的病因，仍有待流行病學研究和接觸者的追蹤調查結果出爐後，才會有比較詳盡的了解。追本溯源才能更有效地制定後續的對策，防止更大規模的傳播。

1. Max Kozlov. Monkeypox goes global: why scientists are on alert. Nature.
2. 邱劭霽。全球猴痘病例破百，恐成下一波大爆發疾病？傳染途徑、常見症狀、如何治療一次看懂。風傳媒。
3. 張詠晴。猴痘Monkeypox病例攀升，會成為大疫情嗎？誰要小心？。天下雜誌。
4. 萬國華。從COVID-19 談「飛沫」對人體的健康威脅與預防。長庚醫訊，43（6）。
5. Centers for Disease Control and Prevention. Monkeypox and Smallpox Vaccine Guidance.
6. 許紋賓。教你簡單預防，飛沫傳染與氣溶膠傳播。降低新冠肺炎感染機率！。普印通。
7. 衛生福利部。天花疾病介紹。
8. AMBOSS: Medical Knowledge Distilled. Viruses – Part 2: DNA vs. RNA Viruses. YouTube.
9. BBC News。猴痘：我們可能不需要太擔心的10個理由。
   

• 作者／陳建仁、胡妙芬
• 繪者／Hui

不只人傳人，動物也會傳給人

通常，親緣關係比較遙遠的動物，不會互相傳染疾病，例如魚和人，魚的傳染病通常不會傳染給人。但是，親緣關係較接近的動物，就有可能傳染共通的疾病，像是豬和人同屬哺乳類，豬的流感就會傳染給人，這一類的傳染病就叫做「人畜共通傳染病」。

自古以來，動物會傳染給人的疾病就不少，常見的像是從狗傳染給人的「狂犬病」、從牛羊而來的「炭疽病」，或由豬、馬、家禽而來的「日本腦炎」。但隨著人類生活與活動方式的改變，像是大量的畜養家禽、家畜，或是常常入侵野生動物的棲息環境，使得近幾年來人畜共通傳染病有越來越多的趨勢。

很多造成大流行的傳染病，像是 SARS、H5N1 禽流感、A 型 H1N1 新型流感和 COVID-19，都是二十一世紀後才冒出來的新興人畜共通傳染病。

我們都是狂犬病受害者

親緣關係相近的動物，不但身體構造比較類似，目標細胞外的化學物質也比較相近，所以容易被同一種病原體入侵，而得到共通的傳染病。例如狂犬病是一種由病毒引起的急性腦膜炎，被感染後一旦發病，致死率幾乎 100%。但是會傳染狂犬病的不只是狗，許多哺乳動物像是浣熊、果子貍、蝙蝠、狐狸、貓，也都可能傳染。所以如果不小心被這些動物咬傷或抓傷，應該緊急到醫院施打狂犬病疫苗。家裡的寵物貓、狗也應該每年接種狂犬病的疫苗。

A 型流感也是人畜共通傳染病

在常見的流行性感冒中，B 型流感只能人傳人，而 A 型流感卻是人畜共通傳染病。

有時候 A 型流感確實比 B 型流感容易傳染，因為除了人類之外，還可以傳染給家禽或鳥類等動物，所以病毒很容易因為在不同的動物之間傳來傳去，並出現基因突變、重組而形成不同的新型病毒株。

下圖標明的病種，皆為 A 型流感突變而成的新型病毒株，並在不同的動物之間傳來傳去。

——本文摘自《小大人的公衛素養課：流行病學×預防醫學》，2021 年 9 月，親子天下，未經同意請勿轉載。