编者：中喷网 墨宸
7月22日，中国科学院金属研究所宣布了一项引发业界关注的技术突破——宋鸿武研究员团队联合中外合作者，成功研发出一种基于电化学沉积增材制造（即3D打印）的新型热管制造技术。这项技术一举攻克了截面“Ω”形槽道热管内部“梯度多孔铜吸液芯”难以原位成形的国际难题，为高性能芯片散热提供了关键材料支撑。
截面像希腊字母Ω的槽道管。中国科学院金属研究所 供图
在新一代人工智能、大数据、云计算等产业高速发展的背景下，高性能芯片的算力需求呈指数级增长，功耗大幅攀升。图形处理器（GPU）、张量处理单元（TPU）等芯片的封装尺寸不断缩小，使得热流密度急剧升高，狭小空间内的散热问题已成为制约算力释放与系统可靠性的关键瓶颈。无氧铜热管利用相变传热原理，是目前电子散热领域兼具性能与成本优势的主流方案之一。然而，现有梯形、矩形等沟槽式微热管已接近传热性能上限，亟需开发新一代齿形设计以突破毛细极限和热阻瓶颈。
截面像希腊字母Ω（欧米伽）的新型槽道热管，正是被寄予厚望的下一代方案。其弧形结构能产生更强的吸力，Ω形使内表面积进一步增大，并且可完美实现液-汽分离运行，理论上导热能力可达纯铜的1000倍。不过，Ω槽道内壁过于光滑，如果能在表面覆盖一层多孔铜，就能像海绵一样利用细密的孔隙产生毛细力辅助液体回流。更理想的设计是，这层孔的尺寸从底部到顶部逐渐变大——底部用纳米级小孔产生强力“抽吸”，顶部用微米级大孔减少流动阻力，让液体“上得快、流得顺”。
然而，Ω槽道形状复杂、内部空间狭窄，用传统粉末烧结或机械加工方法无法在里面“雕”出这种梯度多孔结构，这道难题已困扰业界多年。
本项研究提出的多孔铜结构的电化学沉积增材制造方法。中国科学院金属研究所 供图
为此，宋鸿武团队另辟蹊径，联合白俄罗斯科学院、江西耐乐铜业有限公司，开发出一项电化学沉积增材制造技术。他们把Ω铜管泡在特制的铜盐溶液里，用电镀方法让铜离子在槽道表面一层一层“生长”出来。通过精准控制电流和时间，铜原子像搭积木一样从底部到顶部逐渐改变堆叠的疏松程度，自然形成孔径从几十纳米到几微米的连续梯度变化。整个过程就像在微观世界里“种”出一片孔洞大小渐变的珊瑚礁。
这种“种”出来的梯度吸液芯性能优异——毛细吸力是传统铜粉烧结结构的2倍，这意味着液体回流速度翻倍，极大降低了“烧干”风险。装配这种新型吸液芯的Ω槽道热管，单管可散热功率比传统直槽管提高了1倍。更重要的是，该工艺无需二次组装，一步完成梯度吸液芯与Ω槽道的牢固结合，彻底解决了传统烧结或填充工艺中结构匹配性差、界面热阻高等问题。
宋鸿武表示，这项研发突破不仅解决了Ω槽道与梯度吸液芯“一体化制造”的国际难题，也为高温高热流密度场景提供了一种全新的散热思路。除AI算力中心外，该技术还可拓展至5G基站、电动汽车、新能源电控、航空航天电子器件等高功率散热场景。依托合作企业成熟铜材产线，新技术具备快速中试和批量投产的条件。这项突破补齐了国产高导热热管核心制造短板，为国内算力基础设施建设和高端散热元器件的自主可控提供了有力支撑。
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