凤凰涅槃

所谓热管直触技术，是指热管直接与热源（CPU/GPU表面）接触，而不是包夹在底座中的一种散热技术。这样的好处是可以减少底座与热管之间的热阻，理论上传热效率更高。传统的包夹式热管散热器都是热源将热量传递给底座，再由底座传递给热管，这样在热源与热管间一共有三层热阻，即热源与底座之间的硅脂热阻、底座的热阻，以及底座与热管间的介质热管，而直触式热管就直接多了，只存在一层硅脂热阻，在效率上会有不错的提升。由于导热性能有着直接的提升，2009年前后，热管直触散热器非常流行，众多品牌均推出了类似的设计，如九州风神的CTT技术、Tuniq的CCT技术，以及Xigmatek的HDT技术等。然而时过境迁，在今天，采用热管直触技术的散热器已大大减少，众多消费者对这种技术充满了质疑，那么这项技术的致命缺陷到底在什么地方？

为何昙花一现

答案是热管的硬度。热管直触技术的最大特点便是与热源的表面直接接触，因此热管必然要进行变形处理，首先被压扁，然后将接触面铣成平面，使其与底座上的铝块保持在同一水平面上。由于普通的热管壁厚只有0.3mm左右，再铣一刀后就变得更薄，这部分的硬度大大下降。当热管被削薄变软后，会引起很严重的问题，最主要的有两个：一是当热管长期受外力挤压，再加上填充硅脂的作用，起初它会与铝底在一个平面上，但是由于它的硬度不如铝块，继而逐渐整体内陷，逐渐地与CPU/GPU的接触吻合紧密度会下降，热阻增加；另一个问题是，在散热器的频繁拆装过程中，很容易引起底部热管明显内凹，例如硅脂硬化之后，需要比较强的力量才可以除掉，这时候就很容易让薄薄的热管不堪重负产生很严重的变形。

很显然，热管直触技术并非看上去的那么美好，虽然着更强的性能，但一些致命缺陷很容易让它不堪重负。因此，仅一年多时间，采用这项技术的散热器便日趋减少，散热器厂商纷纷回归老路——铜底包夹式热管设计。

改良方案一：热管厚度

就在人们已经不再看好热管直触技术时，2010年，华硕却在全线显卡产品中使用这一技术的散热器。华硕的热管直触技术被称为DirectCU，它有哪些特别之处？

热管直触技术的最大缺陷在于铜触面的凹陷，而这又源于热管被铣过后厚度不够，普通热管采用的铜管壁厚一般在0.3mm左右，铣薄部分在0.1-0.2mm左右，因此容易变形。那么最简单的解决方案，就是把削薄的部分补回来，使用更厚更粗的热管。这就是华硕DirectCU技术的不同之处，其采用的热管直径壁厚比普通热管增加50%以上，达到0.5mm，即使是铣过后，壁厚也有0.3mm以上，硬度大大加强。另外，虽然加大了热管壁厚，但热管內径没有明显变化，也就是只加厚管壁，内径空间保持在相同水平，基本不会影响散热效率。

我们都知道，热管越粗传热能力越强，不仅如此，对于热管直触式设计来说，还有着增大与热源接触面积的作用，或者从另一个角度说，同样接触面积下，8mm热管比6mm热管更硬，因为它需要铣平的部分少，管壁相对就更厚了。华硕DirectCU全面采用8mm直径热管，与普遍使用的6mm热管相比，在单位时间内导热量更大，在热源同样的情况下，可以更快速带走热源的热量。

改良方案二：热管材质

变形不光是热管厚度的问题，与其材质也密切相关。也许有人会问，热管不都是采用纯铜制作吗，怎么会有材质的不同？实际上，即便同是铜管，细节之差也足以造成效果上的本质差异。

普通热管使用的铜管叫做韧炼铜管，纯度为99.90%，这种铜管在进行热管烧结（700~900℃）时，其韧度和寿命都会下降，而且更容易产生氢脆现象。所谓“氢脆”，是指金属材料在加工、冶炼、热处理、酸洗和电镀等过程中，材料由于吸氢或氢渗造成机械性能严重退化，如屈服强度、极限强度，疲劳寿命明显缩短，冲击韧性值显著降低。一般当温度超过300℃，韧炼铜就有可能产生氢脆这种腐蚀缺陷。在防氢脆方面，无氧铜则有着很明显的优势。华硕的DirectCU散热器对症下药，采用纯度99.96%的无氧铜管，不仅理论上导热系数要比韧炼铜高，并且韧度高不容易断裂，在高温下也不易发生氢脆化，从而延长了使用寿命。

改良方案三：热管平整度

更大的接触面意味着更好的散热效率，因此散热器底部的平整度对整个散热器性能的影响是不言而喻，散热器底部与热源的吻合度越高，接触热阻就会越小，效率也就越高，这是一个很简单浅显的道理。同样采用热管直触技术，平整度的不同，就体现在加工工艺上。华硕的DirectCU散热器能够将接触面的平整度控制在0.05mm以下，这差不多是半根头发丝的粗细，这样的工艺称不上极致，但对于显卡散热器来说已经足够。

改良方案四：穿Fin工艺

只要是热管式散热器，必然涉及到热管如何与散热鳍片连接的问题。穿Fin和焊接是目前最流行的两种热管和鳍片连接的方式，从字面上我们就很容易理解，穿Fin就是热管穿插于鳍片之间，让鳍片紧紧地包裹在热管上来传导热量；而焊接则是将鳍片和热管焊接在一起，特点就是焊接的部分有焊锡等残留物，同时鳍片上有为焊接留下的孔位。焊接工艺的成本比穿Fin要高，不过这并不意味着前者有着更好的散热效果，实际上，只要穿Fin技术过关，完全可以达到甚至超过焊接水平。完美的穿Fin技术可以让热管与鳍片达到无缝接触，铝片与铜管间不存在介质热阻，而焊接工艺还存在锡膏这道热阻，锡的导热系数远低于铝，更别说热管所采用的纯铜。

焊接工艺在制造中需要预留0.1~0.2mm的间隙，插入热管后，再利用回流焊等手段来填补这空隙，其制造过程稳定容易，物料成本高。而穿Fin时热管的外径要比鳍片的孔径大1.5mm左右，使用精密的仪器，用110吨的力道瞬间整齐地塞入，物料成本虽低，但对工艺要求更。很多人肯定会说，穿Fin的鳍片长时间使用后可能会松动，很多散热器确实如此，但是这完全取决于品质把控。对于华硕DirectCU技术来说，热管与鳍片间使用的是穿Fin技术，鳍片都需要经过20Kg的拉拔力测试才能出货，物料成本虽低，但DirectCU的整体成本并不低。

写在最后热管直触技术之所以昙花一现，与其固有弊病脱不了干系，幸运的是，华硕DirectCU散热器的出现在很大程度上让这一新兴技术复活并趋于完美。技术的发展、产品形态的完善本身就是一个不断修正问题的过程，耐不住寂寞或无法承受压力的人总会早早离开，把成功的机会留给少数人，DirectCU的成名就是最好的例证。