鳳凰涅槃

所謂熱管直觸技術，是指熱管直接與熱源（CPU/GPU表面）接觸，而不是包夾在底座中的一種散熱技術。這樣的好處是可以減少底座與熱管之間的熱阻，理論上傳熱效率更高。傳統(tǒng)的包夾式熱管散熱器都是熱源將熱量傳遞給底座，再由底座傳遞給熱管，這樣在熱源與熱管間一共有三層熱阻，即熱源與底座之間的硅脂熱阻、底座的熱阻，以及底座與熱管間的介質(zhì)熱管，而直觸式熱管就直接多了，只存在一層硅脂熱阻，在效率上會有不錯的提升。由于導熱性能有著直接的提升，2009年前后，熱管直觸散熱器非常流行，眾多品牌均推出了類似的設計，如九州風神的CTT技術、Tuniq的CCT技術，以及Xigmatek的HDT技術等。然而時過境遷，在今天，采用熱管直觸技術的散熱器已大大減少，眾多消費者對這種技術充滿了質(zhì)疑，那么這項技術的致命缺陷到底在什么地方？

為何曇花一現(xiàn)

答案是熱管的硬度。熱管直觸技術的最大特點便是與熱源的表面直接接觸，因此熱管必然要進行變形處理，首先被壓扁，然后將接觸面銑成平面，使其與底座上的鋁塊保持在同一水平面上。由于普通的熱管壁厚只有0.3mm左右，再銑一刀后就變得更薄，這部分的硬度大大下降。當熱管被削薄變軟后，會引起很嚴重的問題，最主要的有兩個：一是當熱管長期受外力擠壓，再加上填充硅脂的作用，起初它會與鋁底在一個平面上，但是由于它的硬度不如鋁塊，繼而逐漸整體內(nèi)陷，逐漸地與CPU/GPU的接觸吻合緊密度會下降，熱阻增加；另一個問題是，在散熱器的頻繁拆裝過程中，很容易引起底部熱管明顯內(nèi)凹，例如硅脂硬化之后，需要比較強的力量才可以除掉，這時候就很容易讓薄薄的熱管不堪重負產(chǎn)生很嚴重的變形。

很顯然，熱管直觸技術并非看上去的那么美好，雖然著更強的性能，但一些致命缺陷很容易讓它不堪重負。因此，僅一年多時間，采用這項技術的散熱器便日趨減少，散熱器廠商紛紛回歸老路——銅底包夾式熱管設計。

改良方案一：熱管厚度

就在人們已經(jīng)不再看好熱管直觸技術時，2010年，華碩卻在全線顯卡產(chǎn)品中使用這一技術的散熱器。華碩的熱管直觸技術被稱為DirectCU，它有哪些特別之處？

熱管直觸技術的最大缺陷在于銅觸面的凹陷，而這又源于熱管被銑過后厚度不夠，普通熱管采用的銅管壁厚一般在0.3mm左右，銑薄部分在0.1-0.2mm左右，因此容易變形。那么最簡單的解決方案，就是把削薄的部分補回來，使用更厚更粗的熱管。這就是華碩DirectCU技術的不同之處，其采用的熱管直徑壁厚比普通熱管增加50%以上，達到0.5mm，即使是銑過后，壁厚也有0.3mm以上，硬度大大加強。另外，雖然加大了熱管壁厚，但熱管內(nèi)徑?jīng)]有明顯變化，也就是只加厚管壁，內(nèi)徑空間保持在相同水平，基本不會影響散熱效率。

我們都知道，熱管越粗傳熱能力越強，不僅如此，對于熱管直觸式設計來說，還有著增大與熱源接觸面積的作用，或者從另一個角度說，同樣接觸面積下，8mm熱管比6mm熱管更硬，因為它需要銑平的部分少，管壁相對就更厚了。華碩DirectCU全面采用8mm直徑熱管，與普遍使用的6mm熱管相比，在單位時間內(nèi)導熱量更大，在熱源同樣的情況下，可以更快速帶走熱源的熱量。

改良方案二：熱管材質(zhì)

變形不光是熱管厚度的問題，與其材質(zhì)也密切相關。也許有人會問，熱管不都是采用純銅制作嗎，怎么會有材質(zhì)的不同？實際上，即便同是銅管，細節(jié)之差也足以造成效果上的本質(zhì)差異。

普通熱管使用的銅管叫做韌煉銅管，純度為99.90%，這種銅管在進行熱管燒結（700~900℃）時，其韌度和壽命都會下降，而且更容易產(chǎn)生氫脆現(xiàn)象。所謂“氫脆”，是指金屬材料在加工、冶煉、熱處理、酸洗和電鍍等過程中，材料由于吸氫或氫滲造成機械性能嚴重退化，如屈服強度、極限強度，疲勞壽命明顯縮短，沖擊韌性值顯著降低。一般當溫度超過300℃，韌煉銅就有可能產(chǎn)生氫脆這種腐蝕缺陷。在防氫脆方面，無氧銅則有著很明顯的優(yōu)勢。華碩的DirectCU散熱器對癥下藥，采用純度99.96%的無氧銅管，不僅理論上導熱系數(shù)要比韌煉銅高，并且韌度高不容易斷裂，在高溫下也不易發(fā)生氫脆化，從而延長了使用壽命。

改良方案三：熱管平整度

更大的接觸面意味著更好的散熱效率，因此散熱器底部的平整度對整個散熱器性能的影響是不言而喻，散熱器底部與熱源的吻合度越高，接觸熱阻就會越小，效率也就越高，這是一個很簡單淺顯的道理。同樣采用熱管直觸技術，平整度的不同，就體現(xiàn)在加工工藝上。華碩的DirectCU散熱器能夠將接觸面的平整度控制在0.05mm以下，這差不多是半根頭發(fā)絲的粗細，這樣的工藝稱不上極致，但對于顯卡散熱器來說已經(jīng)足夠。

改良方案四：穿Fin工藝

只要是熱管式散熱器，必然涉及到熱管如何與散熱鰭片連接的問題。穿Fin和焊接是目前最流行的兩種熱管和鰭片連接的方式，從字面上我們就很容易理解，穿Fin就是熱管穿插于鰭片之間，讓鰭片緊緊地包裹在熱管上來傳導熱量；而焊接則是將鰭片和熱管焊接在一起，特點就是焊接的部分有焊錫等殘留物，同時鰭片上有為焊接留下的孔位。焊接工藝的成本比穿Fin要高，不過這并不意味著前者有著更好的散熱效果，實際上，只要穿Fin技術過關，完全可以達到甚至超過焊接水平。完美的穿Fin技術可以讓熱管與鰭片達到無縫接觸，鋁片與銅管間不存在介質(zhì)熱阻，而焊接工藝還存在錫膏這道熱阻，錫的導熱系數(shù)遠低于鋁，更別說熱管所采用的純銅。

焊接工藝在制造中需要預留0.1~0.2mm的間隙，插入熱管后，再利用回流焊等手段來填補這空隙，其制造過程穩(wěn)定容易，物料成本高。而穿Fin時熱管的外徑要比鰭片的孔徑大1.5mm左右，使用精密的儀器，用110噸的力道瞬間整齊地塞入，物料成本雖低，但對工藝要求更。很多人肯定會說，穿Fin的鰭片長時間使用后可能會松動，很多散熱器確實如此，但是這完全取決于品質(zhì)把控。對于華碩DirectCU技術來說，熱管與鰭片間使用的是穿Fin技術，鰭片都需要經(jīng)過20Kg的拉拔力測試才能出貨，物料成本雖低，但DirectCU的整體成本并不低。

寫在最后熱管直觸技術之所以曇花一現(xiàn)，與其固有弊病脫不了干系，幸運的是，華碩DirectCU散熱器的出現(xiàn)在很大程度上讓這一新興技術復活并趨于完美。技術的發(fā)展、產(chǎn)品形態(tài)的完善本身就是一個不斷修正問題的過程，耐不住寂寞或無法承受壓力的人總會早早離開，把成功的機會留給少數(shù)人，DirectCU的成名就是最好的例證。