吴 波,张丰华，王婉人，田 沣，张理达

(航空工业西安航空计算技术研究所，陕西 西安 710068)

0 引 言

随着半导体技术及微小尺度电子技术的发展，电子器件尤其是高性能的芯片的功耗迅速增长。在过去几十年，尽管人们采取了各种各样的措施，电子器件的热管理问题依然是一个巨大的挑战[1]。据统计，当前电子工业中面临着在应对高达300 W/cm2热流密度的热管理技术难题。雪上加霜的是，超大规模集成电路的发展，使得高功耗的处理器芯片越来越小，当前晶体管的密度已经达到200亿每平方厘米，目前在制的芯片尺寸已经缩小到0.1 cm2。因此这种现代电子产品的设计趋势已经不可避免的导致器件热流密度和工作温度的高速增长。

另一方面，电子设备的失效率随工作温度的升高呈指数增长。据统计，超过50%以上的集成电路的失效与热问题相关。电子器件失效与其工作温度之间关系的一条经验法则是，电子器件的结温每降低10 ℃，其失效率则减半。单个晶体管的平均失效时间(MTF)与器件结温具有指数函数关系[2]，由此可见，有效地对电子产品实施热管理，对电子产品的可靠性具有十分重要的意义。

运用强迫风冷的方式对电子产品进行散热，是一种应对高功耗器件热管理问题的最常用的技术手段。很多时候，这种方式是唯一能够采用的方案，也是性价比最高的方案，因而其应用也最为广泛。传统阵列鳍片式散热器在进行强迫风冷散热时，其散热能力的提升已经达到瓶颈。……