散热器十大品牌

风冷：

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热管风冷，当前中高端主流散热方式

为了应付处理器不断增长的散热需求，散热器的发展也日新月异，先前是以开发散热片的材质为主导，从铝材发展到铝＋铜，再到纯铜散热器。然而当处理器TDP达到一定高度后，仅靠改善散热片制造原料和增加散热器体积来提升散热效率，很难再有提高和突破。各大生产散热器厂家开始以散热方式为技术变革的方向，从风冷、半导体制冷到热管，再到水冷、水+冰冷甚至更极端的干冷和液氮制冷。

在2003年，业界就有人提出“风冷还能坚持多久”的疑惑，挤压热表面，实现高低不等能量体传递能量，这几乎是当时风冷散热一致性的散热传导模式，普通的风冷模式确实跟不上处理器TDP发展的脚步。而当水冷散热器刚刚显身之时，因为其良好的散热能力，人们似乎一下发现了新大陆，纷纷预测未来将是水冷的天下。

几年时间过去了，水冷仍然只在少部分玩家中使用，一直未跻身主流行列。虽然从散热性能上看还是以水冷占优势，但是它价格偏高，安装不易，占空间大，且安全性低，另外水(或者其它替代液体)会有变质和内部材料氧化的问题。

除水冷自身缺点以外，使它衰落的另一个原因则是热管的出现。当热管进入到PC领域后，传热材料的散热技术获取了突破从而令人们放弃了水冷，所以水冷的发挥空间正在逐渐变小，未来将慢慢淡出市场，热管式风冷是目前主要的散热方式。

值得我们注意的，就是CPU的发热量增加速度已经放缓，预计未来3年内TDP功率超过130W的怪物级主流CPU不会再出现，而目前的热管风冷技术已经足够满足CPU的散热需求。随着热管产能增加与工艺的成熟，我们预计热管散热器的售价也会进一步下调，从目前的中高端市场进入低端市场，被更多用户选择。

热管技术简析

热管散热是一种利用相变过程中要吸收/散发热量的性质来进行冷却的技术，1963年由美国Los Alamos国家实验室的G.M.Grover发明，并率先由IBM最初引入笔记本中。热管的出现已经有数十年的历史，而在PC散热领域被广泛采用还是近些年的事，但发展迅猛。小到CPU散热器、显卡/主板散热器，大到机箱，我们都可以看到热管的身影。

热管具有热传递速度极快的优点，安装至散热器中可以有效的降低热阻值，增加散热效率。它通过在全封闭真空管内工质的汽、液相变来传递热量，具有极高的导热性，高达纯铜导热能力的上百倍，有“热超导体”之美称。工艺过关、设计出色的热管CPU散热器，将具有普通无热管风冷散热器无法达到的强劲性能。

从技术角度看，热管的核心作用提高热传递的效率，将热量快速从热源带离，而非一般意义上所说的“散热”——这则涵括与外界环境进行热交换的过程。热管的动作温度范围十分宽广。从零下200度 ～1000度均可使用热管导热。

热管的工作原理很简单，热管分为蒸发受热端和冷凝端两部分（具体到产品上，受热端就是和散热器底座接触的部分）。当受热端开始受热的时候，管壁周围的液体就会瞬间汽化，产生蒸气，此时这部分的压力就会变大，蒸气流在压力的牵引下向冷凝端流动。蒸气流到达冷凝端后冷凝成液体， 同时也放出大量的热量，最后借助毛细力回到蒸发受热端完成一次循环。

典型的热管是由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽到的负压后充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段（加热段），另一端为冷凝段（冷却段），根据需要可以在两段中间布置绝热段。

◆ 烧结热管和沟槽热管

液体冷凝的过程会采用到毛细原理，因此毛细结构是一根合格热管产品的核心。它主要有三个作用：一是提供冷凝端液体回流蒸发端的通道，二是提供内壁与液体/蒸气进行热传导的通道，三是提供液气产生毛细压力所必须的孔隙。毛细结构分为四种：丝网、沟槽、粉末烧结与纤维四种。在PC散热器上，大部分都是沟槽与粉末烧结两类结构，POWDER（烧结热管）占80% ；GROOVE（沟槽热管）占20%。

烧结式热管，其毛细结构是通过高温下铜粉烧结制造而成的。我们最常见的水介质烧结式热管制造流程大致为：选取99.5％纯度的铜粉，铜粉单体粒径控制在75～150微米。使用工具将外径5mm红铜管内部清除干净，去除毛刺，接着将铜管放到稀硫酸中使用超声波清洗。清洗干净之后我们将得到一根内外壁皆十分光滑、无氧化物的铜管。此时将一根细钢棍插到铜管里（需要工具精确地将钢棍儿固定在铜管的中央，以方便铜粉均匀填充），将铜管底部用铜片暂时封闭。接着就可以把纯铜粉倒入铜管了。装填完毕之后就可以拿到烧结炉进行烧结。在烧结过程中，温度的把控也很重要。烧结完成之后使用一个辅助工具把铜管加紧，使用工具把钢棍抽出即可。

严格按照上述流程制造的烧结式热管，每个部分的毛细结构渗透率都应该大致相同，铜粉烧结块分布厚度大致均匀。当我们拆开热管仔细观察，就可以发现该热管的烧结工艺是否过关了。

沟槽式热管是热管毛细结构中比较制造简单的一种，采用整体成型工艺制造，成本是一般烧结式热管的2/3。沟槽式热管生产方便，但缺点十分明显。沟槽式热管对沟槽深度和宽度要求很高，而且其方向性很强。当热管出现大弯折的时候，沟槽式方向性的特性就成了致命缺点，导致导热性能大幅度下跌。

目前市面中有些廉价的热管散热器，这其中也包括了某些显卡散热器，虽然采用了热管，基本上沟槽式的，因此性能必然不会像高端热管那样优秀，不能对这种产品的散热性能抱以过多的希望。

◆ 热管的弯曲

热管直通的状态下具有最好的热传递效能。但是在实际使用中，热管经常要被弯曲。弯曲后的热传递性能会出现不同程度下降，这也与工艺好坏有密切联系。热管弯曲有一点必须要注意：在弯曲部位要尽量保持直径无变化，或是变化很小。如果出现严重形变，比如本来圆柱形的外壁变成扁平形状，则会大幅降低热传导性能，因为过大的形变会导致热管内部的毛细结构部分中断。

沟槽热管在这方面非常敏感，当沟槽管弯曲90度，导热性能大降，甚至只能达到原来性能的1/2。部分采用沟槽管的散热器甚至将其弯曲180度，那样的效果可想而知了。而烧结式热管在弯曲时的敏感度就小多了，虽然弯曲后性能也会有部分下降，但是并不明显。一般高端的热管散热器中可以见到烧结管的身影。

如果价格非常低（双热管或以上）并且弯曲角度很小（最多90度）的，大多数都是采用沟槽管的。多道弯曲的都是采用烧结管（当然并不绝对，但是基本如此）。

◆ 热管的直径

以热管长度均为150mm计算，经过有关权威机构测试，直径为3mm的热管其热阻值为0.33（测试物体温度变化区间60～90度）。而直径为5mm的时候，热阻立刻降到了0.11，已经可以满足绝大部分场合对导热的要求了。而当热管直径扩大到8mm的时候，热阻竟然达到了0.0625，这是大部分金属材质散热器难以企及的热阻。

不同直径的热管，最大导热量区别有多大呢？台湾某研究所给出了一组参考数值。直径为3mm的正品热管，2.8个标准热传递周期中只能传递15W（15焦耳/s）的热量。而直径为5mm的热管，在1.8个热传递周期最大热量传递达到了45W，是3mm热管的3倍！而8mm的热管产品只需0.6个周期就可以传递高达80W的热量。如此高的传热量，如果没有良好的散热片设计和风扇配合，很容易导致热量无法正常发散。

显然，热管的直径对传热有很明显的影响，越大效果超好，目前中高端热管散热器中多采用6mm的热管，也有个别是用的8mm产品。

◆ 热管与鳍片的结合

热管有着优秀的热传导能力，能将处理器的热量很快的转移走，但要依靠热管那小小的散热面积将热量转到空气中是不可能，必须借助更多的散热鳍片。因此热管与鳍片如何完美结合，是非常关键的。目前主要有两种方式，焊接和穿fin。

热管与鳍片最常见的连接工艺就是焊接，界面热阻值较低，但是成本较高。比如铝鳍片与铜热管焊接，则需要先将热管表面电镀镍，方可与铝鳍片焊接到一起。焊接热管的工艺都有一个很明显的特征，就是在热管上方有焊孔。焊接过程中产生的气泡和不均匀都会导致散热效率受损。

穿Fin就是通过机械手段让热管直接穿过鳍片。这种工艺成本很低，工序简单，但是对工艺本身的技术要求较高，否则很容易使热管与鳍片之间的接触不紧密而导致界面热阻过高。合格的穿Fin工艺加工出来的散热器，热管与鳍片截面热阻几乎完全等同于焊接，但成本却能大幅降低。实际上，穿Fin工艺是AVC的专利技术，使得AVC散热器既能有强大的散热性能，还可保持相对低廉的售价。富士康的冲压铆接技术与穿fin类似。

焊接与穿Fin在性能上基本没有差别。但是在成本方面，焊接会比穿Fin高出每热管1美元左右的幅度，所以焊接工艺的热管散热器价格普遍都比较高。

当前中高端风冷散热器特点

中高端风冷散热器，足以应付现在的主流CPU散热需求。最显著的特点是热管的全面应用，并且是多热管方式（4根以上），热管普遍采用烧结式热管，直径多为6mm。除了成熟的热管技术应用外，还有些其它特点：

◆ 侧向吹风

有些事件在悄悄改变，比如散热器风扇的安装方式。传统的散热器安装方式是风扇在顶部，气流朝下，即垂直于CPU。现在多数在改进风道设计，风扇改为侧向吹风，让气流的方向平行于CPU。

侧向吹风的首要好处是彻底解决风力盲区，因为气流是平行通过散热鳍片的，气流截面的四条边上的气流速度最快，而CPU的发热点正好位于一条边上。这样CPU散热底座吸收的热量可以被及时带走。另外一个好处是没有反d的风压（通常向下吹风时，一部分气流冲至散热底面并反d，这会影响散热器内的气流运动方向，使的热交换的效率受到损失）。热交换效率要高于向下吹风。

当然侧面吹风的也有缺点，就是不能直接吹到到热源——底面。所以，侧面进风的关键就是如何尽快的把底面的热量带到风道。这就给热管有了发挥的舞台，热管+密集散热鳍片的配置，让底部的热量尽快传递到散热鳍片上。

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