「別來無恙」不只是招呼

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。

明明同樣都是「捲」的食物，為什麼潤餅皮這麼有彈性，而蛋捲卻這麼脆呢？原來阿，是因為潤餅皮是用高筋麵粉做的，蛋白質含量最高，而蛋捲則是採用蛋白質含量最少的低筋麵粉做成。

捲捲人生-捲的古往今來

為什麼每當到了清明節時，我們都要吃潤餅呢？這個故事就要回到春秋時代的晉國，當時的國君晉文公非常想恭請介之推來輔佐自己，他是晉文公在海外流亡 19 年的救命恩人，但介之推卻遲遲不答應，因此晉文公聽了某個官員的意見，只要在他住家   的山腳下放火，就會讓宅在家的介之推和母親不得不往反方向逃，到時候就可以輕鬆的在山腳的另一頭等待他了。而久等在山腳另一邊，想喜孜孜迎接的晉文公，迎來的卻是晴天霹靂的噩耗…介之推和母親因為不肯下山，而被大火活活燒死了！這個結果讓晉文公悲痛萬分，於是規定每年清明節左右不得生火，只能吃冷食。而此時百姓也正值在吃老祖先們用來祭祀春神的「五辛」，分別是都會辣的蔥、蒜、韭菜、芫荽和油菜，預先準備好配料，用餅皮包著吃就成了「潤餅」的由來了！

只要是「捲」的食物，不管是什麼捲，在包饀料時，不論生熟一定要把水分瀝乾，不然餅皮再堅固也會破皮，就算沒破也不 Q 彈了。除了要注意內餡之外，也要注意捲的方式！通常圓筒狀的捲，有全包覆和開放式的，全包覆捲皮要薄，兩端折起來再捲，抹麵糊固定，開放式的饀料不宜太細碎；螺旋捲法用的捲皮會比較厚，但更好固定饀料，也很好切開；雙向捲則是兩端捲起，擺盤漂亮。看來對於不同方式的「捲」，可說是非常講究呢！

全新第三季《神廚賽恩師》

公共電視科普節目《神廚賽恩師》 ，結合科學、廚藝與食育教育，引領大眾用有趣的方式、從 Science-科學角度讓大眾了解傳統廚藝「伙房 36 法」中的科學知識。第三季節目於 2023 年 2 月 3 日起，每週五晚上 6 點在公視主頻首播，公視 3 台每週五晚上 7 點首播，重播時段為公視主頻每週六早上九點三十分與公視 3 台週日晚上六點播出。

▸《神廚賽恩師》第三季將於 2/3（五）起，18:00 在公視主頻首播

其他播出資訊

▍ 公視頻道每週五晚間 18:00、公視三台每週五晚間 19:00 （首播）

▍ 公視頻道每週六早上 09:30、公視三台每週日晚間 18:00 （重播）

▍ 並將於公視+ 影音平台完整上架　敬請期待

▍ 烹調中蘊含科學原理，一起發現料理中樂趣

Summer is coming.

又到了一年一度的兒童-清明連假，踏春掃墓兩不誤的時節，春暖花開的時節，當然各種蟲蟲也開始出沒啦！

聽來嚇人的「恙蟲病」是什麼？

首先，是每逢清明之際就會開始流行的恙蟲病。

恙蟲病是經由帶有立克次體的恙螨幼蟲叮咬而感染；恙螨幼蟲會停留於草叢中，伺機攀附到經過的動物或人身上，因此出入草叢而未做好保護措施，可能遭恙螨叮咬感染的機會較高。恙蟲病的潛伏期通常為 9 至 12 天，會出現持續性高燒、頭痛、淋巴結腫大等症狀，約發燒一週後，皮膚出現紅色斑狀丘疹，恙螨叮咬處通常會出現無痛性焦痂，如未經妥適治療，死亡率可高達百分之六十，經治療死亡率小於百分之五。

於連假期間至郊外踏青，建議穿著淺色長袖衣褲，皮膚裸露部位塗抹防蚊藥劑，並於離開草叢後儘快沐浴且換洗全部衣物，以減少恙螨叮咬的機會。

http://pansci.asia/archives/flash/99849

摸到就會腫起來？隱翅蟲到底是怎麼回事？

沾到會引起嚴重過敏的隱翅蟲皮膚炎是大家很不喜歡隱翅蟲的一個原因。但為何會染上隱翅蟲皮膚炎呢？首先，我們要先來認識「隱翅蟲素」。

隱翅蟲素是由毒隱翅蟲體內的共生細菌所產生的一種「醯胺」，它可以有效地抑制 DNA 的合成，並阻斷細胞的分裂導致細胞死亡，進而造成隱翅蟲皮膚炎。皮膚接觸到隱翅蟲素會引發皮膚刺痛、紅腫、水泡等症狀。不過隱翅蟲素並不會分泌在毒隱翅蟲的體表，而是在身體破裂時才有可能將隱翅蟲素釋放出來，因此只有在將毒隱翅蟲打死並讓皮膚沾染到毒隱翅蟲的體液，才會發生隱翅蟲皮膚炎。

最強的昆蟲對手，當然還是小強莫屬

談到夏天的昆蟲，無可奈何（？）讓人驚聲尖叫的莫過於俗稱小強的蟑螂了。無論是德國蟑螂或是美洲家蠊，都是天生的生存高手。

來一碗夏日的紅豆冰，蚊子大軍駕到！

嗡嗡嗡，嗡嗡嗡！或許不像蟑螂那樣能引發驚呼，但蚊子也的確是夏日最惱人的昆蟲之一了。

蚊子是根據什麼條件來鎖定目標的呢？研究發現，對蚊子來說，遠距離的時候二氧化碳最重要，但是等到距離拉近以後，溫度、氣味以及視覺也對蚊子選擇目標有很重大的影響。

書蝨、跳蟲、衣蛾、米蟲：那些家中的昆蟲室友們

其實，你一直都跟昆蟲們住在一起。

我們所住的屋子，不管是公寓、別墅或大廈，除了蟑螂、蚊子、蒼蠅等這些廣為人知的「衛生害蟲」，還存在著許多你可能從未留意過的昆蟲室友，這是千真萬確的。家裡面常見的小蟲有哪些？

現代人接觸到昆蟲的機會較少，在初次見面的時候往往手忙腳亂。這些都是與我們一同生活在地球上的昆蟲們，只要好好認識牠們，自然無需驚慌，輕鬆度過蟲蟲危機吧！