芯片散热研究生学术论坛（第九期）

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，对促进相关技术的创新发展、加速成果转化具有重要意义。

每一期论坛将安排3位研究生作报告，按照30分钟左右PPT展示的方式进行，时间没有严格限制，充分交流。在此，我们诚挚地邀请国内外优秀研究生报名参加。参与的研究生之后可以申请芯片散热奖学金。详细信息看下面的链接：

2026年芯片散热奖学金申请↗

报告安排：

主持人及点评专家介绍：

杨兵，山东理工大学硕士生导师。毕业于江苏大学机械工程学院，就职于山东理工大学机械工程学院，激光高端制造研究中心。主要从事微/纳/光电子器件结构制造及关键物理行为，功率芯片热管理，激光加工热学行为研究。主持和参与两项科技部国家重点研发计划、一项国家自然科学基金、三项山东省自然科学基金、一项江苏省研究生科研创新计划。以第一作者/通讯作者在Materials Today Physics, ACS Applied Materials & Interfaces, International Communications in Heat and Mass Transfer，International Journal of Thermal Sciences等期刊发表学术论文20篇，授权/申请发明专利多项，兼任多个国际期刊审稿人。

陈华，中国科学技术大学 副研究员，主要从事传热传质强化、芯片散热与航天热控领域研究，具体涵盖喷雾冷却、歧管微通道、相变材料及PTC材料的传热机理研究与工程应用开发。主持国家自然科学基金面上项目和青年基金等项目10项，在International Journal of Heat and Mass Transfer、Applied Thermal Engineering、Journal of Energy Storage等Top期刊发表SCI论文30余篇，授权发明专利6项。

张小岩，男，河南洛阳人，研究生学历，博士学位，入选海外国家级领军人才, 担任天津大学讲席教授。在Nat. Nanotechnol.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci.、Nano Lett.、ACS Nano等高水平杂志发表多篇论文，并多次担任国际知名期刊如Light: Science & Applications、Small、2D Materials等客座编辑。申请获批各类基金项目24项，与国内外多家企业和科研机构保持稳定合作关系（曾担任知名热处理公司的技术顾问）。

报告：

报告题目：

重叠振动铲削制备具有纳米肋板堆叠脊的分层微通道及其冷凝传热性能研究

报告摘要：

       随着电子元器件向高集成度和高功率密度方向发展，高效散热成为亟待解决的难题。冷凝相变传热因能够利用工质汽液相变潜热而具有优异的散热能力。近年来新提出的振动铲削工艺能够将切屑转变为多样的高深宽比微结构，前景广阔。本文基于此提出一种重叠振动铲削工艺，可在材料表面一步构筑具有纳米肋板堆叠脊的微通道阵列。该微纳复合结构无需后处理即具备优异的理化特性，并且能够基于微纳结构的协同作用实现对于冷凝过程中液滴成核、生长、合并及脱离全过程的多尺度调控。最终实验结果表明，所加工的独特分层微纳复合通道结构能够显著提高表面冷凝传热性能，并且在较苛刻的循环冷凝工况下具备更优异的耐久性，具有应用于高效热管理领域的潜力。

报告题目：

嵌入式芯片微流冷却的尺寸效应：从毫米级到厘米级的性能扩展

报告摘要：

嵌入式微流冷却是解决电子设备极端散热问题的关键技术，目前已能在毫米级芯片上实现 3000 W cm^-2以上的散热能力，但在大尺寸芯片上，这种散热性能能否维持以及如何实现仍是一个难题。本研究分析了芯片尺寸从 1 mm 增加到 3  cm 时嵌入式微流冷却的尺寸效应，以平直微通道为参照，评估典型歧管微通道（MMC）结构在不同流量和热流密度下的表现。研究发现 MMC 通过直接的尺寸放大会导致散热性能下降。为了突破这一热瓶颈，我们优化了歧管结构并总结出不同的设计规律。结果表明，在 1 cm 芯片上，优化方案能够有效将热阻降低至 3 mm 芯片的水平，并在 3 cm 尺寸的 HUMMC 验证了所观察到的尺寸效应及优化方法的有效性。我们同时注意到芯片较优的工况区间随尺寸增大而不断缩小，在面向大尺寸芯片冷却的设计时更加需要考虑工况条件的匹配。本研究所构建的跨尺度嵌入式微流道冷却设计框架，也为实现厘米级芯片高效散热提供了参考。

报告题目：

超薄硅FD-SOI MOSFET中模态分辨的电子-声子耦合蒙特卡洛模拟研究

报告摘要：

随着半导体器件特征尺寸不断缩小，局域自热与非平衡能量输运逐渐成为影响器件性能和可靠性的重要因素。在纳米尺度下，电子–声子能量交换及声子非平衡输运相互关联，传统基于局域热平衡假设的热输运模型难以充分揭示微观产热及热点形成机制。本研究以超薄硅全耗尽绝缘体上硅（FD-SOI）MOSFET为研究对象，针对长度为60 nm、厚度为4.5 nm的硅薄膜区域，开展模态分辨的电子-声子耦合蒙特卡洛模拟研究。采用电子蒙特卡洛方法描述载流子输运及电子-声子散射过程，通过散射事件统计获得局域能量沉积分布；结合ShengBTE计算波矢及声子支分辨的群速度与三声子散射参数，利用声子蒙特卡洛方法描述声子传播、散射及非平衡热输运过程。在此基础上，耦合电子与声子输运，研究二者之间的能量交换及相互影响，分析不同声子模态的能量分配、非局域能量输运及局域热点形成特征。本研究旨在从微观电子–声子相互作用的角度揭示纳米尺度硅基晶体管的非平衡产热与热输运机制，为半导体器件自热效应分析及热管理优化提供理论依据。

第十期 芯片散热研究生学术论坛也在筹备当中，欢迎感兴趣的学生报名参加！

报名方式：

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chipheat@163.com，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。

欢迎广大研究生积极参与论坛报告与交流，分享最新研究成果，推动该领域的持续创新发展！