An integrated multi-scale structured heat sink for the efficient heat dissipation of two-phase immersion-cooled chips

散热片 材料科学 热阻 沸腾 热的 传热 电子设备和系统的热管理 核工程 计算机冷却 热力学 结温 机械工程 工作(物理) 热撒布器 水冷 传热系数 主动冷却 机械 被动冷却 沉浸式(数学) 自由冷却 复合材料 炸薯条 热流密度 气泡 沸点 散热膏 电子设备冷却 消散 温度测量 热容率 核沸腾 热导率 大功率led的热管理
作者
Bin Li,Long Pan,Anqi Liu,Jingyang Hao,Bingyang Cao
出处
期刊:Thermal science and engineering progress [Elsevier BV]
卷期号:70: 104495-104495
标识
DOI:10.1016/j.tsep.2026.104495
摘要

• Experimental investigation of two-phase immersion cooling for data center applications. • A multi-scale structured heat sink is developed to enhance cooling of high-power chips. • High-speed imaging reveals bubble dynamics and the mechanism behind boiling enhancement. • Integrated vapor chamber and enhanced heat sink design lowers peak temperature and thermal gradient. Two-phase immersion cooling (TPIC) is positioned to become a critical thermal management solution for next-generation high-power chips. However, maintaining temperature uniformity remains challenging, with case temperatures often exceeding 70 °C under high power loads. This study introduces an integrated multi-scale structured heat sink, incorporating a vapor chamber (VC) as a heat spreader, to replace conventional cooling solutions. Experimental results demonstrate that this hybrid design achieves superior thermal performance: at a power input of 600 W, the maximum case temperature remains stable below 65 °C, with system thermal resistance below 0.026 °C/W. High-speed visualization reveals enhanced boiling dynamics achieved through multiscale surface engineering. Micro/nano-structured coatings promote vapor nucleation, while macro-scale pin–fin arrays augment the heat transfer area. This synergistic design significantly improves temperature uniformity, reducing the maximum temperature difference across the chip by 75 % (from 14.3 °C to 3.8 °C). Compared to baseline, the proposed architecture lowers the mean temperature by 22.1 %, and reduces the average thermal resistance by 6.4 %. This work presents a viable strategy for efficient thermal management of kilowatt-class chips, supporting the advancement of next-generation high-power computing systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
顾矜应助lc采纳,获得10
刚刚
刚刚
刚刚
刚刚
lsq108完成签到,获得积分10
1秒前
一一完成签到,获得积分10
1秒前
小航完成签到,获得积分10
1秒前
monica发布了新的文献求助10
1秒前
儒雅的夏翠完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
乐乐应助令嘉采纳,获得10
2秒前
诚心凡白完成签到,获得积分10
2秒前
Ava应助wlywdb采纳,获得10
3秒前
lsq108发布了新的文献求助10
4秒前
lc发布了新的文献求助10
4秒前
积极聋五发布了新的文献求助30
5秒前
Lei完成签到,获得积分10
5秒前
赘婿应助明亮若枫采纳,获得10
6秒前
6秒前
闪闪又菱完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
li-naer发布了新的文献求助20
7秒前
何永灿完成签到,获得积分10
8秒前
折枝念晚宁完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
ywzwszl完成签到,获得积分0
8秒前
9秒前
9秒前
刘倩发布了新的文献求助10
9秒前
无我完成签到,获得积分10
9秒前
完美世界应助sijieyu采纳,获得10
9秒前
科研通AI6.2应助欠虐宝宝采纳,获得10
10秒前
谢青完成签到,获得积分10
10秒前
Unstoppable完成签到,获得积分10
11秒前
NCS发布了新的文献求助10
12秒前
Gigi完成签到,获得积分10
12秒前
Fairy发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
Dys完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7774451
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9316568
关于积分的说明 20351381
捐赠科研通 7360590
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3317682
关于科研通互助平台的介绍 2465975
邀请新用户注册赠送积分活动 2332835