【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 程系，獲得工學(xué)學(xué)士學(xué)位； 2021 年 6 月畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所，獲工學(xué)碩士學(xué)位，畢業(yè)后留中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所工作； 2021 年 1 月獲中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所流體力學(xué)專業(yè)博士學(xué)位。鄧中山博士曾先后榮獲全國(guó)優(yōu)秀博士論文提名、第 22屆國(guó)際制冷大會(huì)最佳墻報(bào)論文獎(jiǎng)、中國(guó)科學(xué)院優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng)、中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)、北京市青年優(yōu)秀科技論文二等獎(jiǎng)，并入選了 2021 年度北京市科技新星計(jì)劃。他主要從事熱物理學(xué)科與生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)方面的交叉課題研究，在腫瘤冷、熱療及生物傳熱等生物醫(yī)學(xué)工程問題的研究上 取得了一系列創(chuàng)新性成果，已合著出版腫瘤熱療方面學(xué)術(shù)著作一部，發(fā)表英文著作章節(jié)兩章，并在國(guó)內(nèi)外期刊及會(huì)議上發(fā)表論文 70余篇，其中 SCI 收錄 20余篇，EI收錄 30 余篇，申請(qǐng)專利 10 余項(xiàng)。已主持一項(xiàng)國(guó)家 863 項(xiàng)目，四項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，一項(xiàng)中國(guó)科學(xué)院優(yōu)秀博士學(xué)位論文獲得者科研啟動(dòng)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目，一項(xiàng)中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)獎(jiǎng)獲得者科研啟動(dòng)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目，以及一項(xiàng)北京市科技新星項(xiàng)目。 10 南 海 ： 男， 37 歲， 1974 年 10月出生。 負(fù)責(zé) 本 項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)條件準(zhǔn)備，組織產(chǎn)品生產(chǎn)、優(yōu)化、質(zhì)量等企業(yè)管理。 多年來從事 IT產(chǎn)業(yè) 及企業(yè)的組織管理工作，有實(shí)際管理工作經(jīng)驗(yàn)。 楊建民 ：（董事長(zhǎng)助理） 男， 57 歲， 1954 年 5 月出生，大專。 本項(xiàng)目 的 聯(lián)系人，負(fù)責(zé)與 各方的組織協(xié)調(diào)，組織項(xiàng)目組起草文件 及擬定方案 。 多年來從事行政和企事業(yè)的管理工作。 范 軍 ：（ 技術(shù)總監(jiān)） 男， 47 歲， 1964 年 8 月出生，碩士。 負(fù)責(zé)本項(xiàng)目研發(fā)成果的產(chǎn)品化設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、功能的優(yōu)化 。 多年來從事電子行業(yè)軟硬件研發(fā)和管理工作，有實(shí)際的軟硬件研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。 白懷偉 ：（高級(jí)工程師） 男， 34 歲， 1977 年 7 月出生。 負(fù)責(zé)本項(xiàng)目的硬件開發(fā) 和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化。多年來從事硬件研發(fā)工作，有實(shí) 際的研發(fā)經(jīng)驗(yàn) 見下表 2。 表 2 現(xiàn)有人員基本情況表 姓名 出生 年月 學(xué)位 職稱 專業(yè) 承擔(dān) 任務(wù) 單位 張發(fā)旺 本科 企業(yè) 法人 山西福泰隆 科技有限公司 劉 靜 教授 、 博士生導(dǎo)師 研究員 低溫 生物 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 材料設(shè)計(jì) 中國(guó)科學(xué)院 理化研究所 11 鄧中山 博士 副研 究員 熱能 工程 技術(shù)協(xié)調(diào) 熱設(shè)計(jì) 中國(guó)科學(xué)院 理化研究所 楊建民 大專 項(xiàng)目 聯(lián)系人 山西福泰隆 科技有限公司 南 海 本科 工程師 電子 信息 組織 生產(chǎn) 山西福泰隆 科技有限公司 范 軍 碩士 工程師 電子 技術(shù) 總監(jiān) 山西福泰隆 科技有限公司 白懷偉 碩士 工程師 測(cè)控技術(shù) 與儀器 軟 硬件 開發(fā) 山西福泰隆 科技有限公司 王俊發(fā) 本科 高級(jí) 工程師 電氣工程及自動(dòng)化 電氣設(shè)計(jì) 山西福泰隆 科技有限公司 李 望 本科 工程師 電子信息 工程 電路 設(shè)計(jì) 山西福泰隆 科技有限公司 張伏層 本科 工程師 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 山西福泰隆 科技有限公司 支昆明 本科 工程師 機(jī)電一體 化 工藝設(shè)計(jì) 山西福泰隆 科技有限公司 新產(chǎn)品開發(fā)能力 情況 實(shí)驗(yàn)室 以 中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所 為 技術(shù)支撐 ，配備了精通流體力學(xué)的散熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電磁泵電氣設(shè)計(jì)、智能儀表設(shè)計(jì)、絕緣 /導(dǎo)熱材料設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)等專業(yè)有經(jīng)驗(yàn)的研發(fā)人員，并配 置 了 各種專用及通用測(cè)試、檢驗(yàn)設(shè)備 ，現(xiàn)已有能力完成各種應(yīng)用需求的液態(tài)金屬散熱器的研發(fā)和產(chǎn)品化。并且隨著更多有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)精英的加盟，將更加能夠跟隨市場(chǎng)迅速發(fā)展的需求研發(fā)出適應(yīng)各種應(yīng)用場(chǎng)合的系列化產(chǎn)品。 實(shí)驗(yàn)室實(shí)施 科學(xué) 化 管理體系， 首先由產(chǎn)品經(jīng)理反饋市場(chǎng)需求信息 12 并將其轉(zhuǎn)化為技術(shù)需求，再由項(xiàng)目經(jīng)理組織相關(guān)人員進(jìn)行評(píng)審，確定設(shè)計(jì)方案并經(jīng)審核、評(píng)審后再進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)、原理設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)過程嚴(yán)格執(zhí)行階段測(cè)試、評(píng)審和最終測(cè)試、驗(yàn)證。產(chǎn)品研發(fā)過程中以市場(chǎng)需求為目標(biāo)，以質(zhì)量控制未主線。保證設(shè)計(jì)輸出的批量生產(chǎn)產(chǎn)品零技術(shù)更改，為生產(chǎn)、銷售、服務(wù)提供可靠的產(chǎn)品化技術(shù)支撐。 我們將始終堅(jiān)持 “ 創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)新，敬業(yè)、高效 ” 的 團(tuán)隊(duì) 精神，攜手合作伙伴，長(zhǎng)期致力于 液態(tài)金屬散熱器的開發(fā)、研究與 推廣 。 三．項(xiàng)目的技術(shù)可行性和成熟性分析 1 項(xiàng)目的可行性分析 項(xiàng)目建設(shè)的依據(jù) 總公司已與中科院理化所簽訂了專 利技術(shù)轉(zhuǎn)讓合作合同，并以此作為項(xiàng)目建設(shè)的依據(jù)。此專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓合作合同 是山西省 太原市 與中關(guān)村進(jìn)行科技產(chǎn)業(yè)對(duì)接引進(jìn)的項(xiàng)目。 我公司與中科院理化所在中觀村共同成立了合作研發(fā)機(jī)構(gòu)， 依托 中科院理化研究所的技術(shù)人才資源和中關(guān)村的人才技術(shù)優(yōu)勢(shì)，就產(chǎn)品的后續(xù)多領(lǐng)域應(yīng)用開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化開展產(chǎn)學(xué)研合作，實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化。 以液體金屬作為冷卻流體同時(shí)結(jié)合肋片散熱和對(duì)流冷卻散熱的方式屬于熱管理領(lǐng)域內(nèi)的原創(chuàng)性技術(shù)，是建立高效光電器件冷卻方法的嶄新的切入點(diǎn)。中科院理化所于 2021 年提出并將液態(tài)金屬散熱核心技術(shù)申請(qǐng)專利保護(hù)， 系 世界上 最早提 出、申請(qǐng)并獲得液態(tài)金屬散熱技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)構(gòu)，擁有首項(xiàng)此方面的底層自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 部分工 13 作以封面文章發(fā)表于國(guó)際知名期刊，已申請(qǐng)的 14 項(xiàng)專利覆蓋了從底層概念到拓展技術(shù)等多個(gè)環(huán)節(jié)，形成了完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系， 其開創(chuàng)性工作在國(guó)內(nèi)外處于領(lǐng)先地位 。 其中：用以液態(tài)金屬散熱器的專利有4 項(xiàng)，即：液態(tài)金屬鎵或其合金作流動(dòng)工質(zhì)的芯片散熱用散熱裝置，專利號(hào) ； 采用熱電 電磁泵驅(qū)動(dòng)的液態(tài)金屬芯片散熱器 ，專利號(hào) ZL2021 2 ； 一種風(fēng)扇 攪拌型液態(tài)金屬芯片散熱器，專利號(hào) ZL2021 ； 具有高傳熱性能的納米金屬流體 ， 專利號(hào) 1 。 相關(guān)成果的領(lǐng)先性已經(jīng)國(guó)家授權(quán)的專業(yè)查新機(jī)構(gòu) ——中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心查新確認(rèn)， 結(jié)論為： “ 以低熔點(diǎn)液態(tài)金屬或其合金作為冷卻流動(dòng)工質(zhì)的芯片散熱技術(shù)，在國(guó)內(nèi)同類研究中未見相同文獻(xiàn)（含專利）報(bào)道，在國(guó)外研究中，與該技術(shù)相同的針對(duì)計(jì)算機(jī)芯片散熱技術(shù)，晚于該查新項(xiàng)目。 ” 項(xiàng)目建設(shè)的技術(shù)可行性分析 技術(shù)的 創(chuàng)新點(diǎn) 中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所科研人員首次在計(jì)算機(jī)熱管理領(lǐng)域引入了具有通用性的室 溫金屬流體散熱技術(shù)，并 獲得國(guó)內(nèi)外首項(xiàng)發(fā)明專利。 到目前為止，中科院理化技術(shù)研究所在液態(tài)金屬散熱技術(shù)研究方面已擁有 14 項(xiàng)專利，而且中科院理化所研發(fā)的“液體金屬 芯片 散熱器” 榮獲了 2021 年中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)創(chuàng)新獎(jiǎng) ，技術(shù)發(fā)明人及其團(tuán)隊(duì)還因該項(xiàng)技術(shù)被授予 2021 年度中國(guó)電子學(xué)會(huì)電子信息科學(xué)技術(shù) 14 獎(jiǎng)。 技術(shù)的先進(jìn)性 液態(tài)金屬散熱技術(shù)的關(guān)鍵突破就在于， 首次在熱管理領(lǐng)域中引入了概念嶄新的冷卻工質(zhì) “液態(tài)金屬” ，即在流道內(nèi)流動(dòng)的工質(zhì)并非常規(guī)所用的水、有機(jī)溶液等，而是在室溫附近即可熔化的低熔點(diǎn)金屬如鎵或更低熔點(diǎn)的合金如鎵 銦等，由于液體金屬具有遠(yuǎn)高于水、空氣及許多非金屬介質(zhì)的熱導(dǎo)率， (如鎵導(dǎo)熱率約為水的 60倍，高出空氣 1000多倍 )， 且具有流動(dòng)性，因而可實(shí)現(xiàn)快速高效的熱量輸運(yùn)能力， 這相對(duì)于已有的散熱方式是一個(gè)觀念性的革新和技術(shù)革命 。 這種低熔點(diǎn)液態(tài)金屬的熱傳輸能力，最大限度地解決了高密度能流的散熱難題。特別是，采用液態(tài)金屬后，散熱器尺寸可大幅減小，且易于通過功耗較低的電磁泵驅(qū)動(dòng)，由此可實(shí)現(xiàn)整體集成化的微型散熱器。此外，液態(tài)金屬散熱技術(shù)還具有性能穩(wěn)定可靠、無運(yùn)動(dòng)部件、噪音低、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展能力強(qiáng)以及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展空間大等顯著優(yōu)點(diǎn)。 項(xiàng)目前期取得的典型研究進(jìn)展包括：篩選出符合光電器件散熱工況要求的系列低熔點(diǎn)金屬合金工質(zhì)，發(fā)明了自然界導(dǎo)熱性最高的液體材料 — 納米金屬流體，測(cè)得一批重要的熱物性數(shù)據(jù)；提出了諸多嶄新的散熱器，如熱驅(qū)動(dòng)型、無風(fēng)扇全靜音型、非接觸電磁耦合驅(qū)動(dòng)型、微流道型液態(tài)金屬散熱器，以及“液態(tài)金屬 +熱管”復(fù)合型散熱器、液態(tài)金屬脈沖熱管等，成功研制出系列適合于個(gè)人計(jì)算機(jī)、高性能計(jì)算機(jī)及 200W 大功率 LED 散熱的樣機(jī)，解決了由此引申出的關(guān)鍵技術(shù)問題。 15 與國(guó)內(nèi)、外同類產(chǎn)品比較 液體金屬冷卻技術(shù)近年來在 國(guó)際上引起強(qiáng)烈反響，已成 為先進(jìn)散熱管理領(lǐng)域內(nèi)嶄新的發(fā)展方向之一。 美國(guó)研究者在此方面開展的工作，相繼得到多個(gè)國(guó)際著名科學(xué)媒體及產(chǎn)業(yè)界新聞雜志如 New Scientists、 Technology Review、 The Wall Street Journal 等的報(bào)道，并獲得超過 2021 萬美元的投資，凸顯這類有別于傳統(tǒng)技術(shù)觀念的計(jì)算機(jī)熱管理方法的重大價(jià)值。 實(shí)際上，圍繞各類電子元器件中相當(dāng)高的熱源密度，尋找具有高效熱輸運(yùn)效能的散熱方法多年來一直是學(xué)術(shù)界及工業(yè)界競(jìng)相追求的目標(biāo)。美國(guó)多個(gè)國(guó)立部門如國(guó)防部遠(yuǎn)景規(guī)劃項(xiàng)目署 DAPAR、海軍研究辦公室 （ ONR）、能源部（ DOE）以及自然基金會(huì)（ NSF），美國(guó)宇航局（ NASA）等項(xiàng)目就投入了巨資來支持規(guī)模相當(dāng)龐大的先進(jìn)熱管理技術(shù)研究。 2021 年在中國(guó)臺(tái)北舉辦的 Computex 2021 電子產(chǎn)品展會(huì)上，著名顯卡廠商 Sapphire 公司向公眾展示了一款采用液態(tài)金屬散熱的圖像顯示卡，該技術(shù)一經(jīng)披露，立即引起業(yè)界的高度關(guān)注，據(jù)悉， Sapphire公司的技術(shù)來自美國(guó) Nanocooler 公司。 在近期出版的英國(guó)《物理學(xué)雜志 D 輯：應(yīng)用物理學(xué)》雜志（ Journal of Physics D： Applied Physics）上，以中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所研制的室溫金屬流體散熱器的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖為封面，報(bào)道了直接利用器件產(chǎn)生的熱量驅(qū)動(dòng)的液態(tài)金屬散熱技術(shù)。 液態(tài)金屬散熱在技 術(shù)理念上顯著區(qū)別于傳統(tǒng)的風(fēng)冷、水冷及熱管 16 等散熱技術(shù)，是近 年 來 計(jì)算機(jī)熱管理領(lǐng)域取得的突破性進(jìn)展，由于其超高熱流密度散熱特性，在 IT 及相關(guān)行業(yè)展示出重大實(shí)用價(jià)值。當(dāng)前，國(guó)際上該技術(shù)已促成了多個(gè)由巨額風(fēng)險(xiǎn)基金投資的新公司的成立，其中，美國(guó) NanoCoolers 僅初期融資就獲得了超過 2021 萬美元的投資（其專利落后于我國(guó)）；丹麥 Danamics 公司（創(chuàng)建于 2021 年，為 Copenhagen Stock Exchange 上市公司）也從液態(tài)金屬散熱著手獲得了大量風(fēng)險(xiǎn)投資，并于 2021 年 12 月推出了已市場(chǎng)化的 CPU 液態(tài)金屬散熱器；德國(guó) Coollaboratory 公司圍繞液態(tài)金屬導(dǎo)熱膏熱截面材料，已形成市場(chǎng)銷售產(chǎn)品。 盡管國(guó)際上已形成競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，由于我國(guó)擁有液態(tài)金屬散熱領(lǐng)域內(nèi)首項(xiàng)底層專利以及更多 的 擴(kuò)展技術(shù)，因而為今后進(jìn)軍國(guó)內(nèi)外先進(jìn)散熱器市場(chǎng)奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。 當(dāng)前， 國(guó)內(nèi) 各類光電器件普遍采用受迫對(duì)流空氣來冷卻 的 發(fā)熱器件，散熱技術(shù)主要包括：風(fēng)冷散熱技術(shù)，以水冷為代表的液冷技術(shù)，熱管散熱技術(shù) 及其各種變型。即通過 擴(kuò)展肋片，改進(jìn)氣流分布，增大風(fēng)壓，將冷卻空氣壓送至散熱器件表面 將該處熱量散走，此種方式的冷卻效率與風(fēng)扇速度成正比，因而會(huì)產(chǎn)生明顯噪音；風(fēng)冷散熱器冷卻熱流密度一般不超過 10W/cm2，一旦器件發(fā)熱密度過