電影《終結者》里，施瓦辛格扮演了一個“打不死”的金屬機器人，能變成液體一樣流動。現實中的“液態金屬”雖沒有那么神通，卻也將在先進散熱管理領域大展身手。
“熱障”瓶頸
“隨著技術的進步，現在一部手機的運算能力，已經相當于早前一臺體積龐大的計算機，性能提升了很多量級。可以想象，這么多的運算集中在一個芯片上，發熱量是十分巨大的。”清華大學與中國科學院理化技術研究所雙聘研究員劉靜教授拿起手機笑著告訴記者，之所以通話時間久了，手機會發燙，是因為芯片集成度的提高和功耗的劇增。
過高的溫度不僅令電腦頻繁死機，甚至會導致芯片燒毀。對于追求極速“快感”的電腦玩家，傳統的風冷方式早已不能滿足其散熱要求。于是，熱管、水冷，甚至液氮等五花八門的散熱方法層出不窮。
不過遺憾的是，這些散熱方式或多或少都存在著缺陷：普遍用于筆記本電腦的熱管技術存在燒毀極限，難以滿足高熱流密度芯片的散熱需求；當前流行的水冷、液冷方式需配備體型臃腫的水箱，且存在蒸發、泄漏等問題，對于電子產品來說幾乎是致命的安全隱患。
英特爾公司負責芯片設計的首席技術官帕特·蓋爾欣格指出：“放眼看去，耗能和散熱將成為一個根本性的限制，我們必須在芯片總體設計中認真考慮這兩個問題。”怎樣突破“熱障”瓶頸的束縛，連IT巨人都頭疼不已。
“金屬”革命
這一次，是中國人為打破瓶頸帶來了希望。
現有的散熱方式都不理想，能不能找到更好的辦法呢？在經過大量的試驗、反復比較之后，劉靜的腦子里忽然靈光一閃：為什么不用液態金屬散熱？
金屬的熱導率要遠遠高于水，可以達到水的六七十倍甚至更高。如果能用室溫下處于流動狀態的液態金屬作為“冷卻劑”，給計算機芯片“降溫”，理應再合適不過了。
其實，液態金屬散熱技術在核電站反應堆中已經有了應用。但其采用的鈉合金卻“性如烈火”，很容易造成爆炸和火災，要把它用于芯片散熱顯然有安全隱患。
經過反復篩選、研制，劉靜的團隊最終想到了一種熔點低、沸點卻很高的金屬——鎵，并借助納米技術，來提高鎵合金的性能。鎵的性情比較“溫和”，不會發生爆炸等危險，且對人體比較安全；更讓人驚喜的是，水到了100攝氏度就會沸騰，而鎵的沸點竟高達2400多攝氏度，即使放進煉鋼爐里，它依舊“無動于衷”，這就為未來制造高性能計算機留下了非常大的空間。
劉靜向記者展示了幾款完成工業設計的液態金屬散熱器，看上去和普通散熱器并無明顯不同，可其中卻大有文章。就拿驅動方式來說，其研制就頗費一番心思。如果用機械泵驅動，液態金屬會在葉片四周凝結，從而堵塞管道。科研人員想到金屬可以通過電磁波來驅動，于是研發出功耗僅在500mW左右的電磁泵，進而發展出直接利用芯片產生的熱量驅動金屬流體的新技術。由于無任何運動部件及風扇，這種裝置徹底實現了無噪音運行。就這樣，劉靜帶領他的團隊，把一個實驗室里的概念，一步步變成了可以大規模工業生產的產品。
2002年，劉靜申請首項發明專利并獲得授權。這比其他國際團隊都要早許多。這一次，中國人走在了世界前列。隨后，劉靜的團隊陸續申請了30余項核心技術專利，形成了完整的知識產權體系。
2007年，國際知名期刊英國應用物理學雜志《Journal of Physics D：Applied Physics》以封面文章的形式，發表了劉靜團隊的研究成果。液體金屬冷卻計算機芯片技術在國內外引起強烈反響，成為先進散熱管理領域內嶄新的發展方向之一。