芯片散热研究生学术论坛（第二期）

  高功率芯片作为人工智能、 5G 通信、新能源汽车、航空航天等高端产业的核心算力支撑，是推动现代科技向高算力、高集成化方向发展的关键核心部件。但芯片集成度的飞速提升，也造成了芯片功率密度攀升和局部热点形成，导致芯片散热成为制约其性能发挥、运行稳定性的核心瓶颈。因此构建高效，稳定的芯片散热体系已成为电子系统长期可靠运行的核心要求。

  为了促进芯片散热领域的知识传播与成果分享，搭建国内外优秀研究生的高水平学术交流桥梁，拓宽学术视野，推动该领域的理论创新、技术突破与产学研融合，微信公众平台“芯片散热”将定期举办关于芯片散热专题的研究生学术论坛。该论坛将聚焦芯片散热方案设计、高效散热材料研发、微型散热结构优化、微纳尺度散热技术突破等核心科学与工程问题，深入探讨芯片散热领域的学术前沿、技术瓶颈及应用前景，对促进有关技术的创新发展、加速成果转化具备极其重大意义。

  每一期论坛将安排3位研究生作报告，按照“20-30分钟PPT展示+10分钟交流探讨”的方式来进行。在此，我们诚挚地邀请国内外优秀研究生报名参加。

  并联微细通道因具有高效紧凑的传热能力，在高热流密度电子热管理中具备极其重大应用潜力。然而，在流动沸腾工况下，各通道间流量分配不均易导致汽液相分布差异，进而引发局部换热恶化及流动失稳。针对这一问题，本报告提出采用非等宽通道结构，通过通道几何参数的差异化实现对流量分配均匀性的调节。通过实验手段，对比分析了等宽与非等宽并联通道的汽液两相流型演变及分布，以及换热特性的变化规律。在此基础上，采用分布式参数建模方法构建并联微细通道两相换热的数学模型，结合NSGA-II算法开展多目标优化研究。通过对典型优化解流动与换热特性的数值分析，获得兼顾换热强化、压降控制、及流量分配均匀性的通道结构。

  随着AI与高性能计算需求激增，高功耗芯片热问题愈发严峻。传统散热结构难以应对多热源非均匀分布的场景，严重制约了系统可靠性与能效。本报告系统性地介绍了面向集成系统的新型散热结构及其智能优化。首先，针对非均匀热流密度问题，提出一种基于温敏水凝胶与硅通孔集成的自适应射流冲击散热结构。该结构利用水凝胶的热致形变特性，实现了热点区域的动态按需冷却，有效提升了芯片表面温度均匀性。进一步，为应对散热器复杂结构的设计挑战，引入了AI驱动的优化设计框架。通过构建高精度代理模型，大幅度减少了对仿真的依赖。在此基础上，引入多目标优化算法进行热-电协同优化。优化根据结果得出，芯片热点温度最高可降低10.01%，并在高频下展现出优异的电性能。这项研究从创新散热结构与AI智能设计方法两个维度，为三维集成微系统集成高效微流散热提供了系统性解决方案。

  动力电池的温度是影响性能和安全的重要的条件，温度过高会加速电池老化，甚至引发热失控。因此，研究高效可靠的电池散热技术对于保障新能源汽车的安全运行具备极其重大意义。相变冷却技术两相流型紧密关联，下游气泡聚集易形成伸长柱塞流，从而可能引发气泡回流失稳，导致冷板传热性能直线下降。本报告提出一种使用拓扑设计结构阵列的方法重建平行直通道，防止气泡回流。首先，使用三个不同雷诺数设计三种拓扑结构，通过实验验证其流动二极性，筛选出最优拓扑结构；然后，将拓扑结构引入平行直通道，对动力电池拓扑设计结构阵列散热模组进行 CFD 仿真，结合多目标优化对冷板的关键参数和入口质量流量进行改进；最后通过实验对冷板在单相流动与两相流动沸腾换热的流动阻力特性及传热特性进行分析。

  请以邮件的形式将报告题目、中文摘要以及报告人信息（姓名、单位、硕士/博士、免冠照、指导老师）发送至邮箱，邮件主题请按照格式“单位+姓名”书写。初选通过之后，将发邮件确认。

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