【記錄】M.I.C.VII 之「猿來」：黑猩猩告訴我們人類是什麼

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。

我們享受著先進的醫療服務和科學知識，應該很難想像過去的醫學在我們眼中有多麼荒謬，像是四百多年前，放血和灌腸在歐洲被視為百病之解，兩百多年前的醫師必須打開病患的胸膛才能進行心臟按摩，甚至在一百多年前，量個血壓竟然還得劃開血管 ！其實每個醫學變革都是科學家的華麗冒險，本期【M.I.C. 血刃】邀請到台大醫學工程學研究所的林啟萬教授、台北市博仁綜合醫院心臟外科的蘇上豪主任，以及中央大學機械工程學系的曾清秀教授，為大家分享醫學的發展歷史以及醫療的科技革新。

止痛晶片 體外刷一下就不痛

講者：林啟萬｜台大醫學工程學研究所教授

https://www.youtube.com/watch?v=W0P2KWshJEQ

在西方醫學上最重要的20個轉捩點，其中2/3是因為醫療器材的發明，像是哥本哈根小兒麻痺大流行時，醫療用的鐵肺幫助病童度過危險期，成績相當壯觀；醫療器材除了應用在攸關生命的重大手術，也發展到日常生活改善患者的生活品質，像是老年人的人工關節。 科技除了幫助醫生治療病患，也能讓科學家找到疾病的根源，例如，直到顯微鏡發明後，人們才能之道細菌是十二指腸潰瘍的病原。過去幾百年來，科技已經幫助醫生拯救更多病患，隨著人類基因體的解密和生物技術的發展，未來甚至能做到主動式、個人化醫學的預防和治療。

廣義的仁慈—希望減輕患者的痛苦

林啟萬老師受到前人智慧的啟發，希望能減輕疼痛對人們生活造成的不便，因此研發植入式疼痛控制元件。 常見的舒緩疼痛方法為以痛制痛，像是按摩和物理治療，科學家發現電生理學後，電療也常應用在減痛的治療。許多人因為生活壓力或工作傷害造成下背疼痛，這雖然不是致命傷害，卻令人苦不堪言，醫生可以幫病患在脊椎裝上骨釘、骨板減輕壓力，但仍有15％的病患需要接受第二次手術；服用止痛藥也有長期濫用的風險，因此醫生尋找了其他的療法－電刺激。 林啟萬老師研發的植入室疼痛控制元件「Gimer」，命名來自於電影《星際大戰》中尤達大師的神奇手杖，Gimer植入在病患特定位置可以接收無線電訊號，發出刺激阻斷疼痛訊號以減緩病痛，療效可持續三天，只要從手持裝置操控就能止痛，可以省去就醫的麻煩，大大改善生活品質。Gimer已經在動物實驗上證實了止痛的療效，現在要將產品的材料符合安全規範，才能進行人體實驗，商品化造福人群。

醫學是歷史、是生活、也是科學

講者：蘇上豪｜臺北市博仁綜合醫院心臟血管外科主任

https://www.youtube.com/watch?v=AlPSIVOKK_c

萬能的征露丸

醫學不是單獨存在的個體，醫學不只緊緊扣住生活，更是動人的歷史故事，談起醫療歷史，蘇上豪醫師說：「這一切……要從正露丸講起……」眾人滿臉疑惑，醫學史跟正露丸有什麼關係呢？

大家都知道喇叭牌正露丸可以治療腸胃不適，但大家不知道的是，正露丸以前竟然被當作治療梅毒、肺熱病的萬能仙丹！日本早期的正露丸廣告上還印有軍人的忠勇形象，因為正露丸是阿兵哥遠征水土不服時的必備良藥嗎？蘇醫師說：「這一切……要從腳氣病說起……」眾人再度一頭霧水，難道拉肚子也跟腳氣病有關？

原來，正露丸的誕生不是為了止瀉，而是為了治療腳氣病。工業革命後的碾米技術提昇，人們可以吃到口感Ｑ軟的精緻白米，卻因為卻少麩質中的維生素Ｂ１而導致腳氣病，但一百年前的人不知道維生素這玩意，也拿這個怪病沒辦法。他們觀察到腳氣病常見於監獄、軍隊跟療養院，三者都是擁擠、飲食衛生條件差的環境，因此當時對於腳氣病的病因有著兩派說法：毒物說和病菌說，分別認為腳氣病的病因是某種食物中毒或病菌感染，兩派學說的支持者分別是高木兼寬和森林太郎。

擁護毒物說的高木兼寬帶領海軍出征，他發現軍人上了船就得腳氣病，但到美國移地訓練後，軍人們抱怨美國食物難吃的同時，腳氣病竟也奇蹟似的好轉了，因此高木兼寬主張以和洋並食療法治療腳氣病。另一方面，留德的森林太郎堅信腳氣病是病菌造成的，因此他以殺菌用的雜酚油做成藥丸，讓日軍出征俄國時隨身攜帶。雖然以現在的知識來看，用正露丸治療腳氣病是條歪路，正露丸也當然沒有成功治療腳氣病，然而日俄戰爭的勝利，卻讓這臭臭的黑色小藥丸得到了出征露西亞（Russia）的光榮稱號——「征露丸」，這個名字一直沿用到二戰結束，為了政治考量才將這個侵略性的名字改成正露丸。

大家在高中的健康教育課，一定都跟安妮小姐有過親密接觸，但很少人知道安妮在成為CPR練習人偶之前，其實有個淒美的愛情故事！？「西施捧心，東施效顰」中的西施，成天胸悶胸痛，她究竟是得了什麼病？蘇醫師幽默道出的更多精彩醫療歷史，都在影片紀錄！

科技與手術

講者：曾清秀｜中央大學機械工程學系教授

https://www.youtube.com/watch?v=5KKbZRg1tkc

外科醫生的九把刀

醫學不僅是科學，外科醫師的手感跟技術，更可說是一門藝術，曾老師先帶大家瀏覽手術室歷史照片，從過去簡陋的、雜亂的開刀房，到未來的高科技檢測、手術儀器，其中歷經的不只是醫學革新，也是科技的進步。研究手術導航的曾清秀老師將向大家介紹科技如何領導外科手術的進行。

手術刀是外科醫師的魔杖，透過鋒利的刀刃劃開疾病和健康，黑傑克藏在大衣裡的閃亮亮的手術刀，可以咻咻兩聲往敵人射去一刀斃命，現代外科醫生放在手術房裡的能量「刀」，不僅更銳利，用途也更廣了呢，除了傳統的手術刀，外科醫生的九把刀還有哪些呢？

1. 電刀：針狀或刀狀的金屬電擊，可瞬間產熱，蒸發組織水分，連續電能可切割組織，間斷電能可止血。
2. 雷射刀：利用溫度效應（thermo effect）的原理，軟組織在吸收雷射能量後，升溫到60℃會開始凝固，有止血效果，不同組織依不同波長有不同反應，可做美容、視力矯正等手術。
3. 光子刀：用直線加速器打出電子，激發Ｘ光，損害癌細胞的DNA以殺死癌細胞或阻止其生長，可依照腫瘤形狀變更照射範圍，也可調控放射線強度，缺點是照射方向有限、精準度低。
4. 迦瑪刀：201顆鈷六十排列成球狀，發射放射線。針對腦瘤的治療，比起X光，更加準確，對表皮的傷害較小。
5. 電腦刀：可動式X光射線，定位腫瘤位置，以移動的機械手臂改變X光照射方向，減少放射線對健康細胞的傷害。
6. 螺旋刀：旋轉式X光射線，配合6D影像定位系統，X光束旋轉方位，降低對健康細胞的傷害。
7. 海扶刀：用超音波治療，精準度可集中到一個米粒大，但只能應用在靜止的目標，且需以水作為介質，應用不廣。
8. 質子刀：質子經過迴旋加速器產生帶電質子束，直接照射在腫瘤上，不像Ｘ光的能量隨距離下降，質子束在某個距離瞬間釋出能量，可以精準攻擊目標腫瘤，同時避免傷害健康的表皮細胞。

動手術也要開導航

開車在人生地不熟的地方，需要GPS將我們的位置顯示在地圖上，並且引導我們到目的地；治療腦瘤的手術，不僅像在玩電流急急棒，必須謹慎的擬定策略，小心翼翼走每一步，不能傷到脆弱的神經和血管，醫生用經驗斷定腫瘤位置，也像在未知國度找尋目的地一樣可能走錯路，因此醫生也需要導航指引腫瘤位置。在手術進行前，要先為身體做斷層掃描，製作「地圖」，將掃描的影像輸入電腦後，系統就像GPS的衛星，追蹤身體確切位置並結合身體地圖，放射機器得到身體地圖的資訊後，就能精確的瞄準目標。

影像定位系統不僅能用在放射線治療，也能用在其他外科手術。在脊椎打骨釘是風險很高的手術，若不小心傷到神經，可能損害運動能力，影像導航系統可以定位出脊椎的確切位置，提高準確度；相較於靜態的手術部位，在動態器官上進行放射線治療更為困難，肺部會隨著呼吸不斷的起伏，結合影像定位和X射線的電腦刀，可以及時追蹤變化的身體位置，在發射光束的前一刻瞬間更新定位，校正機械手臂的位置。

說到手術科技，不能不提到達文西機械手臂！外科醫生要執行大大小小的手術，大手術動輒好幾小時，醫生必須站在手術台旁，長時間低頭維持專注，非常耗體力，達文西機器人的引進，讓醫生可以坐在控制器前操控機器手臂，執行精密的微創手術較為輕鬆。達文西機器人的影像導引設備符合醫師的直覺動作，讓醫生能輕易上手，不僅可以為醫生節省體力，更延長了手部靈敏度逐漸下降的老醫生的執業年限，讓老醫生也能有第二春！因此醫院願意慷慨的投資這昂貴的醫療機器人。科學家仍持續研發醫療機器人的技術，未來醫生甚至可用google眼鏡和遙控器，在遠端操作機器人執行手術呢！

【關於 M. I. C.】 M. I. C.（Micro Idea Collider，M. I. C.）微型點子對撞機是 PanSci 定期舉辦的小規模科學聚會，約一個月一場，為便於交流討論，人數設定於三十人上下，活動的主要形式是找兩位來自不同領域的講者，針對同一主題，各自在 14 分鐘內與大家分享相關科學知識或有趣的想法，並讓所有人都能參與討論，加速對撞激盪出好點子。請務必認知：參加者被（推入火坑）邀請成為之後場次講者的機率非常的高！ 本場演講由科技部「科普資源整合運用推廣計畫」支持，PanSci泛科學與國家高速網路與計算中心共同舉辦。

本場演講由科技部「科普資源整合運用推廣計畫」支持，PanSci泛科學與國家高速網路與計算中心共同舉辦。感謝大邑文化支持科普好書 鐵與血之歌。歡迎大家到科技大觀園閱讀更多科學內容。

文 / 羅佩琪

唰──地脫下外套，露出胸前閃爍著耀眼藍光的弧形反應爐[1]，講者廖英凱還沒開口，就清楚揭示了今晚的演講主題：核能。

曾在《廢核大遊行》擔任公民審核四的講者，也曾主持網路社群《核能流言終結者》的對談，長期協助國內反核、擁核團體釐清核能議題中的科學論述，PanSci專欄作者廖英凱再次登陸PanSci M.I.C.[2]，嘗試放下社會火熱的反核、擁核對立，以「科學」為立場，分享（其實是澄清？）核能議題中的那些骯髒事。

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能夠直立行走是人類建立文明的原因嗎？為何人類的小孩那麼可愛又那麼無助？為何有的人有圖像記憶，可以記得所有看過的東西？

想要了解人類的心智，或許得先了解黑猩猩。M.I.C. VII－「猿來」，請到了近距離接觸猩猩、在台北市立動物園服務的趙明杰研究員，還有研究人類心理的心理學家蔡志浩老師，來談談人/猿有什麼不同。

講者一：趙明杰 臺北市立動物園研究員 主題：猩猩、動物園與少年Pi

趙研究員分享了我們到動物園參觀所看不到的幕後工作。動物園除了定期餵食還有作健康檢查之外，其實也有和大學合作，研究猩猿們的行為。

另外，動物園花更多的時間是在陪猩猿「玩」－行為豐富化。因為動物園的環境不像自然環境多樣，一些哺乳動物、鳥類、魚類都會表現出異常的「刻板行為」，所以園方都會設計不同的「玩具」或者機關給這些動物們挑戰。

舉例來說，黑猩猩的園舍裡就有水泥砌成的「擬蟻丘」（模擬野外的白蟻丘），在「蟻丘」上的孔洞中加入蜂蜜或是糖水，再提供一些樹枝，讓猩猩們研究怎麼利用樹枝吃到這些「甜頭」。或者製作彈簧床等「玩具」，不過猩猩的力道很大，通常玩具的壽命都不久……。

http://www.youtube.com/watch?v=aUvMj2CBmiQ

講者二：蔡志浩 伊利諾大學教育心理學博士，台灣使用者經驗設計協會理事長 主題：現代智人走上的那條路

大約200萬年前人類和猿猴走上不同演化道路，這段時間在演化的洪流中只是一瞬，但是為什麼現在人類和猿猴有這麼大的差異？為什麼人類會成為是靈長類中族群數量最大的一種？蔡志浩老師認為，工具的使用刺激大腦發展；更複雜的大腦能想像出更複雜的工具。所以「工具的使用」和「大腦發展」就成了人類文明前進的左右腳，一左一右，後來還走到了18世紀的工業革命，人類族群數量有了爆炸性的成長。

對語言學也有研究的蔡老師還提到，人類咽喉結構能發出多樣的聲音，使得雙手可以不用輔助溝通，能一邊操作一邊溝通，這可能也讓人類可以傳承工具使用經驗的優勢。「想像力」也是人類發明出複雜工具的關鍵，人類能想像出還不存在的工具，再將它製作出來。而且人類會製作工具來製作工具－像是製作鑽頭、搥子來造一副弓箭來打獵，也就讓工具變得更多樣、更精良。

http://www.youtube.com/watch?v=LQd6p9rH8oU

*本次活動感謝經濟新潮社贊助好書《想像的力量：心智、語言、情感，解開「人」的祕密》，松澤哲郎著。

感謝 Wait Yeah（台北某知名國立科技大學電機系博士候選人）支援攝影。

關於 M. I. C.

M. I. C.（Micro Idea Collider，M. I. C.）微型點子對撞機是 PanSci 定期舉辦的小規模科學聚會，約一個月一場，為便於交流討論，人數設定於三十人上下，活動的主要形式是找兩位來自不同領域的講者，針對同一主題，各自在 14 分鐘內與大家分享相關科學知識或有趣的想法，並讓所有人都能參與討論，加速對撞激盪出好點子。請務必認知：參加者被(推入火坑)邀請成為之後場次講者的機率非常的高！