受惠於半導體製程不斷精進，讓終端產品的體積得以不斷縮小。從小筆電到平板電腦、再到智慧型手機，電子產品的各項零組件不約而同開始迷你化，參與瘦身計劃的除了螢幕面板、電池、轉接元件之外，散熱器也列於隊伍之中。然而，傳統的散熱器如風扇等技術，正面臨極大的技術挑戰。

半導體製程乘噴射機離去 散熱器還在原地

散熱真的很重要！根據統計，有55%的電子元件故障都是溫度惹的禍，默默耕耘的散熱器雖然不是鎂光燈的焦點，但是任何電子產品都需要它。傳統散熱器分做主動與被動兩種形式，最常見的主動式散熱器就是我們所熟知的風扇，但是風扇運轉帶來的噪音與灰塵是頗大困擾；而被動式的對流散熱設計也可在LED照明系統，蘋果電腦的Mac Air也透過機身材質設計來幫助散熱。

但這些改進仍然跟不上半導體製程的精進速度，元件縮小堆疊造成熱傳量爆炸性增加，加上消費性電子產品體積縮水，有限的元件空間很難再容下風扇此等龐然大物；傳統散熱技術宛若驅車追趕噴射機一般叫苦連天，無論買方或賣方，都相當盼望市場上能出現克服空間、噪音與功耗的「無扇製風」的散熱系統。

「無扇製風」其實並非嶄新詞彙，但過去都是研究機構中的概念與實驗。不過今年下半年起，實驗室中的概念已經擁有量產能力積極尋找合作對象中，已有媒體露出的公司是TESSERA與Ventiva，很巧的是，兩家公司替新技術取的名字雖然不同，但都是利用氣體放電、正負電子中和所產生的空氣流動，達到散熱效果。

《圖一　離子中和造風示意圖》

空氣放電 正負離子中和造風

TESSERA是在2007年自美國華盛頓大學取得授權，而Ventiva則是從普渡大學得到研究基礎。無論是「電暈風」（Corona Wind）或是「離子風」（Ionic Wind），運作的原理大致相同。

以此原理製程的散熱器，晶片上以下凹的格柵作為帶電導線，當直流電壓接通後，空氣分子在強的電場作用下，負離子會脫離軌道、被正放電電極吸引並且中和，剩下的正離子繼續撞擊空氣，產生更多的正離子，正負離子交換電極的過程中，便會牽引空氣流動。

當然，這項造風的先決條件就是要掌控電壓得宜，並且另外增加一些技術條件，否則電暈不過是電力系統中造成電力耗損的負面效應。從實驗室走出，兩家廠商的技術細節均相當保密，不過，從理論面來探討，電壓一定要作足才能產生牽引作用，兩個電極開口如是尖銳、不平整的，所產生的造風效果也會較佳。

縮減1/4體積 摩爾定律的堅強後盾

《圖二　應用於筆記型電腦之溫度測試（Source:Tessera）》

科學界對氣體放電的研究開始得很早，但多半是著眼於「抑制」其帶來的負面效果，以免成為電力系統損耗的一顆老鼠屎；高壓電線會加上均壓遮罩，就是為了避免電能因電暈作用而產生損耗。用在無扇製風上，最大風速有2.4米/秒，而普通的小型機械風扇風速僅0.7~1.7米/秒，更重要的是，尤於完全不需要扇葉此種機械構件，體積相對之下縮小至1/4。

TESSERA Silent Air Cooling技術資深副總裁暨總經理Liam Goudge表示，EHD（電子液動力）散熱技術可以取代原有的散熱系統，以筆記型電腦的應用為例，不會影響本身主機板的設計，用原本的動力系統即可運轉，不必外加斷流器等保險裝置。不過，由於尚未真正落實於量產，我們也很難確定，氣體放電會不會抬高整體系統的耗電量？而耐塵量的測試也還未受市場檢驗，新型散熱器的使用壽命能否與終端產品並駕齊驅，若否，如何替換散熱裝置也是問題之一。

不過，遠眺無扇製風的未來，仍然是相當誘人的。由於體積有了突破，未來如能直接整合進晶片製程中，擁有自體散熱能力的新世代晶片，將讓小巧玲瓏的可攜式電子裝置更能「散熱有道」。