淺談液態金屬：是終極散熱介質還是系統殺手？

近年隨著 AI 相關伺服器與工作站快速興起，高階運算領域長期存在的散熱問題，逐漸被放大檢視。不過，散熱挑戰並不只存在於伺服器市場，在高階個人電腦，例如電競與內容創作取向的機種上，同樣是一門顯學。

其中，「散熱介質（Thermal Interface Material，TIM）」近期更頻頻躍上媒體版面，起因正是硬體圈知名 YouTuber、擁有超過 1,600 萬訂閱數的 Linus ，他的一台筆電竟因被公認為「終極散熱介質」的液態金屬（英文為 Liquid Metal，這裡指的並不是被拿來做 SIM 卡取卡工具的金屬，而是真正的液態金屬）搞到報廢，究竟是怎麼回事？

現代 CPU 與 GPU 的散熱流程，大致是透過塗在晶片表面或 IHS（Integrated Heat Spreader，整合式散熱蓋）上的散熱介質，將晶片產生的熱傳導至熱導管，或近年因 iPhone 而逐漸打開知名度的均熱板（Vapor Chamber），最後再由風扇將集中於散熱鰭片的熱量排出。從這個流程即可看出，散熱介質扮演著「第一道關卡」的角色，負責將熱能有效導入實體散熱模組（導管／均熱板與風扇）。

過去散熱介質的選擇相對單一，主要以俗稱的「散熱膏」為主。雖然各家配方略有差異，但基本結構多由基底材料與導熱填料組成，其中導熱填料決定了導熱係數（W/m·K，俗稱 K 值），也就是散熱能力的高低。然而，傳統散熱膏在長時間高溫環境下，容易出現乾裂或油離現象，散熱表現也會隨時間衰退。面對當代高功耗、高頻率且熱循環劇烈的 CPU 與 GPU，這類材料已逐漸顯得力不從心，也讓新世代散熱介質開始受到關注。

在新一代散熱介質中，個人電腦領域最常被討論的，莫過於液態金屬與相變式材料（Phase-Change Material，PCM）。若單純比較導熱係數，液態金屬幾乎可說是目前散熱介質中的頂級選擇。顧名思義，液態金屬主要由低熔點金屬合金構成，多數產品以鎵合金為主，搭配少量銦或錫。由於熔點極低，在室溫下即呈液態，因此能直接塗於晶片或 IHS 表面。

問題也正出在這裡。既然液態金屬被視為終極散熱介質，為何 Linus 的筆電仍會「翻車」？關鍵在於液態金屬極高的流動性，使其在筆電等行動式裝置中，容易因震動或姿態改變，從晶片與散熱模組之間溢出。此時，液態金屬的最大優勢，瞬間轉變為致命風險，因為它同時具備導電性。一旦金屬液體流至主機板上，極容易造成短路，導致系統直接損毀。

若是長時間固定擺放的裝置，這類風險相對較低，但 Linus 使用的筆電偏偏是較輕薄、可翻轉的機種（華碩 ROG Flow X13），在頻繁移動與使用情境下，即便原廠已在晶片周圍設計圍阻結構，仍難以完全避免液態金屬外洩，最終釀成悲劇。

那麼，液態金屬究竟是終極散熱解方，還是系統殺手？筆者認為，答案其實是「兩者皆是」。液態金屬確實憑藉材料特性，擁有極佳的導熱表現；但也因其為液態，若使用於經常移動的裝置，例如筆電，風險便大幅提高。也因此，液態金屬更適合用於不易移動的終端產品，如桌上型電腦。至於行動裝置，目前已被廣泛採用的相變材料，則在安全性與散熱效能之間取得較佳平衡，成為相對穩健的選擇。