貓薄荷讓貓皇帝龍心大悅的祕密

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。

F 編按：本文編譯自 Live Science

說到「拋接遊戲」，許多人腦中應該都會浮出狗狗的畫面，牠們會快速地撲向被丟出去的球或玩具，再興奮地叼回到主人面前。但超出大家想像的是，貓咪也擁有這項天賦（想不到吧），不少飼主都曾發現，家裡的貓貓竟然會以各種物品如紙球、髮圈、瓶蓋，甚至鉛筆等，主動找主人來一場「拋接遊戲」。

在大部分人的認知中，狗是天生「撿東西」的好手，因此曾被培育成獵犬或工作犬，用以回收獵物、報信或傳送物品。而貓咪喜歡捕捉老鼠，又孤傲高冷的形象，則似乎與這項技能沒有何關係。但既然如此，那為何新的研究以及大量飼主觀察都顯示，有些貓能不經任何刻意訓練，就自發地找主人玩起拋接遊戲呢？

貓咪自發性的「拋接遊戲」

英國蘇賽克斯大學的博士生珍瑪．佛曼（Jemma Forman）與團隊近期在《Scientific Reports》上發表了一份有趣的研究。該研究針對 924 位飼主進行問卷，篩選那些聲稱自家貓咪曾展現「叼回來」行為的案例。結果發現，超過 94% 的飼主表示，自家貓咪的撿拾行為是「自然發生」的，而且往往在牠們還是不到一歲的幼貓時期就自發展開。

不少飼主的敘述顯示：這類行為的開始常常並非飼主主導，有時可能只是「不小心」丟出一個物體，貓看見後便會自行撲上前把它叼回來；或是貓咪先將某個小物件疊在主人腳邊，若飼主把該物件再拋出去，貓就衝向前撿回，來回幾次便形成「丟接」的循環。一位研究者便提到，有飼主開玩笑說：「其實是貓訓練了我們，而不是我們訓練了貓！」

飼主與貓的互動：是誰主導了遊戲？

研究另一個重要發現，是貓比人想像中更「有意識」地控制遊戲進程。根據問卷結果，大多數貓會自行決定什麼時候開始玩，也多半由牠們決定何時結束。相較於狗狗可能乖巧等待主人丟球，甚至對「再來一次！」樂此不疲，貓咪常在丟接幾回合後顯露不耐、失去興趣或乾脆躺下睡覺。換言之，這些「叼回來」的遊戲時間通常很短，平均不到 10 次的往返後，貓就會轉移注意力。

此外，貓咪對「丟接」場域與對象都有明顯偏好。部分飼主觀察到，貓只會和特定人士或在特定房間裡玩這個遊戲；如果換個地方、換個人，貓便不再給予任何回應。物件本身也有強烈偏好：有些貓喜歡輕巧的紙團或塑膠瓶蓋，有些則迷戀鉛筆、彈性髮圈，甚至噗嚨共不明的「隨手抓到啥」。從個案顯示，某些貓跟筆有著奇妙的羈絆，一旦看到主人拿筆在地上，就會立刻叼起來，再「要求」被丟遠一點，好繼續衝刺撿回。

為什麼貓會撿東西回來？

不論是狗還是貓，「撿東西」基本上與狩獵本能脫不了關係。對狗來說，傳統解釋是牠們祖先源自狼族，群居習性和人類培育下的獵取天賦，使牠們更具把「獵物」叼回巢穴或交給領袖的行為模式。人類便利用此特徵，培養獵犬能把獵物從遠處叼回，或訓練牠們在工作環境中搬運物資。

至於貓咪，牠們並沒有經過繁雜而漫長的馴化過程來加強「帶回獵物」的基因。多數家貓的繁育重點在外觀（毛色、體型等）或日常溫馴度，而非特別功能。然而，野外的貓科動物依然經常把捕捉到的小動物叼回家中，可能是母貓餵養幼貓的天性延伸；既然公母貓都可能會「叼回來」，顯示其中還涉及更複雜的本能驅動。部分專家推測，或許貓有一部分遺傳特質，會對移動中的小物件產生高度興趣，因而自然而然地「啟動」衝刺、叼拿、再放回主人跟前的動作。

貓咪真的「天生社交」嗎？

長久以來，狗被視為「社會性」動物，貓則被歸類為「獨居型」；然而，越來越多研究開始顯示，貓其實也會對飼主表現相當程度的關注，並非只在用餐時間才記得「家裡有個人」。一些行為專家指出，貓很可能透過「拋接遊戲」來吸引主人注意，或回饋主人放出的社交信號。例如，人類在地上丟出一個物品或在空間中拋擲，可能看似無意，但貓卻將之視為「你在呼喚我一起玩」，進而加入互動。

儘管貓普遍沒有群居獵食的祖先背景，也不如狗般崇拜「主人」，牠們仍能形成一種與人類共存並汲取好處的社交關係。例如，許多貓會主動把「戰利品」，像是戶外抓到的昆蟲、小鳥，甚至是室內看似無關痛癢的物體，叼到飼主面前，彷彿是獻禮或玩耍邀請。將叼回來的行為延伸成丟接遊戲，或許是貓對「社交互動」的一種嘗試，更帶有娛樂及互利的意味。

未解的謎團

雖然這項新研究顯示了「貓咪叼回來」行為的常見模式，也試圖探討牠們如何與人協作玩樂，但對「為何」會出現此行為，依然沒有定論。一般相信，狗會撿東西是出自體內被強化的基因；可貓的祖先卻是更善於獨自狩獵且不需看同伴眼色。若從母貓育幼行為或雄貓的「玩獵物」角度來看，都仍無法全面解釋：究竟貓自願玩「拋接」是基於何種驅力？

有些專家認為，品種也可能是關鍵因素。互聯網論壇以及養貓社群時常討論，西方的暹羅貓或孟加拉貓等品種出現「叼回來」行為的比率似乎較高，或許意味某些基因序列更傾向於進行空間探索與物件互動。可是，現今仍缺乏大型量化研究去證實這些品種間的顯著差異。

人在貓科動物的研究上往往著重於飲食、繁殖或健康問題，而貓的玩耍模式與社交行為在科學領域仍是相對陌生的領域。不過，隨著新一代學者與廣大愛貓人士投入觀察、蒐集資料，或許很快就能釐清更多引人好奇的問題。例如：「各類貓咪在何種年齡段最常表現叼回行為？」「是否有特定環境因素（如家中空間大小、多貓相處情況）會影響貓的叼回頻率？」「不同個性或壓力承受度的貓，對『拋接』的接受程度是否有所差異？」等等。

這次研究也為後續打開一條可深入探究的線索，英國林肯大學的教授詹姆斯．瑟培爾（James Serpell）也持續透過線上問卷收集成千上萬份有關貓行為的回饋，期望未來能與其他學者合作，一起揭開更多「貓咪為何玩丟接」的奧祕。

為什麼貓這麼喜歡貓薄荷呢？

原來是貓薄荷裡的荊芥內脂導致貓咪吸了貓心大悅，不住翻滾、流口水、打呼嚕。

但是，貓薄荷不是對所有貓都有用。不到六個月的小貓似乎不會有反應，而且有的貓喜歡，有的貓不喜歡……咦，這還和遺傳有關係嗎？

想要同時驅蚊，又讓貓貓情不自禁饞你身子嗎？那你一定要試試貓薄荷！

荊芥內脂不只會讓貓咪快樂似神仙，也會活化蚊子體內的受體蛋白，接觸到的蚊子會產生搔癢和刺痛感。哈哈小蚊子，你也來嘗嘗癢癢痛痛的痛苦！

給你的貓貓來點刺激的快樂草吧！

延伸閱讀