性能更好、功能更多、產生熱量也更大的未來電腦芯片（CPU）將如何散熱？兼備液體降溫和氣體降溫雙重優勢的“納米閃電”氣流降溫裝置即將閃亮登場，取代既笨拙又占地兒的現行散熱風扇。它利用電極電離芯片周圍的氣體，自產源源不斷的小股冷風，帶走芯片產生的熱量，很有可能成為CPU降溫領域的主流技術。

　　裝過電腦的人都知道，在目前的個人電腦上，芯片（CPU）通常要通過硅膠連接一個巨大的散熱片，在魚鰭狀的散熱片上還要安裝一個同樣巨大的風扇來吹走熱空氣，為芯片降溫。

　　未來的電腦芯片將更為復雜，使用的電路也更多，這將使其運行過程中產生更多的熱量，而目前使用的大風扇很有可能難以適應未來的需要，這就需要一個創新的降溫方法。科學家們為此想了多種辦法，其一是使用循環流動的液體來帶走芯片上的熱量。盡管使用液體冷卻電路的想法不錯，但它也面臨很多難以解決的技術問題，整個電腦的架構也需要為此做出不小的改動。因此，人們更愿意沿用空氣降溫的方法，不過需要的是一種新型的空氣冷卻技術。

　　最近，美國普度大學的機械工程師就在開發一套可用于計算機芯片降溫的新技術。可以說，這種被稱為“納米閃電”（nano-lightning）的技術兼顧了液體降溫和氣體降溫的雙重優勢。使用氣體進行降溫卻能達到液體降溫的效果———每平方厘米40瓦。

　　新技術的原理是，在芯片上安裝著非常靠近的電極，當給電極兩端加上電壓時，陰極就釋放出電子向陽極移動，類似于大氣中的電離云團，電荷不均勻最終引發了類似閃電的現象，不過并沒有可見的火花，電子與周圍的空氣發生反應，使氣體被電離，產生陽離子。氣體分子被電離時可以產生一種微小的氣流，就像電壓超過1萬伏特時電極間可以產生電暈風（coronawind）現象一樣，利用這種氣流便可以給CPU有效降溫。

　　普度大學的研究受到了美國國家科學基金、半導體研究公司和普度研究基金的共同支持。研究人員正在為這種氣流降溫裝置申請專利。研究小組成員斯徹利茲和辛格哈爾還成立了Thorrn微技術股份有限公司來促使這一技術早日商業化。

　　據介紹，試驗中在不到100伏特的電壓下電極間就產生了閃電。研究人員解釋說，之所以可以在小電壓的條件下獲得電離效果，是因為產生的是納米尺度的微小閃電，作為陰極的碳納米管的末端非常細，只有5納米寬，并且它與相對的電極間距離也僅有10微米，是人類頭發直徑的1/10。

　　按此原理設計的冷卻裝置將由兩部分組成，“離子產生區”負責釋放電子，陽極所在的“抽運區”負責降溫，從而達到理想的冷卻效果。

　　在“離子產生區”，當電極加壓后，電子開始向陽極移動，撞擊空氣分子產生陽離子，這種帶正電的電離云受到相鄰電極的吸引開始被“抽運”，依次快速改變陽極上的電壓，電離云也會快速通過“抽運區”，隨著離子的移動，它們不斷與中性分子發生碰撞，從而產生氣流為芯片降溫。只要保持電極電壓按一定頻率變換就可以得到持續的冷風。

　　為驗證這一理論，普度大學的研究人員進行了試驗。結果發現，欲達到抽運效果，要使用許多列陽極序列，每一列包括三個電極。第一個電極電壓最高，第二其次，第三個則是負極。依次變換相鄰電極上的電壓就可以使電荷往前移動，從而引導電離云向前移動。

　　目前這一技術還停留在試驗階段，需要做進一步研究來不斷完善并造出原型機。同時，科學家還想用一層鉆石薄膜來代替碳納米管，那樣將更堅固也更容易制作，效果卻與用碳納米管相同。

　　由于傳統的風扇占用空間很大并且比較費電，目前筆記本電腦大多僅使用散熱片和散熱管來散熱。而使用這種新的冷卻技術，無需使用風扇，芯片表面就能產生氣流來降溫，這正是這一技術的價值所在。它將增強筆記本的散熱能力，這樣一來，筆記本電腦就可以使用發熱量更大、性能也更好的芯片了。如果該技術得到完善，很有可能將成為CPU降溫領域的主流技術，它有低噪音、低成本、穩定可靠的優勢。普度冷卻技術研究中心主任加利梅拉認為，這種冷卻裝置體積很小，可以整合到大小為1平方厘米的芯片上，將來也許還可以使用多個同樣的裝置來共同為芯片降溫。

　　不過，盡管理論上很出色，科學家目前首先需要明確的還是到底這種技術降溫能力如何，預計定量的檢測結果將在今年夏天給出。