來源：Device
鏈接：https://doi.org/10.1016/j.device.2024.100576
01 背景介紹
高智能人形機器人依賴高算力芯片處理數據（如 ChatGPT 等大語言模型、多自由度關節控制），但芯片熱設計功率（TDP）極高，同時，人形機器人的柔性皮膚（保障交互安全性）采用聚合物材料，導熱性低，阻斷芯片散熱路徑，導致熱量堆積，限制算力提升與皮膚覆蓋率。高導熱填料復合材料雖能提升柔性材料導熱性，但實際應用中熱阻仍 >0.3 cm2K/W，散熱效率不足；柔性熱管可適應柔性環境，但形變時熱阻變化 >50%，無法提供穩定散熱。
02 成果掠影
近日，北京大學楊榮貴和中國科學院微電子研究所焦斌斌團隊提出一種結合柔性歧管（FM）與嵌入式微流控冷卻的柔性熱管理方法；該方法靈感源于人體血液循環系統，通過雙層梯度剛度柔性歧管（FM-I 高剛度保障芯片穩定、FM-II 低剛度抗形變）緩沖機器人活動產生的應力（僅為傳統封裝的5% ，最大應力 < 6 MPa），同時實現低熱阻（0.089 cm2K/W）；經機械臂關節測試（彎曲時溫度變化≤4.6%）和機器人多芯片驗證（左臂、右臂、胸部三位置冷卻系數變異 < 0.08，最大熱流密度556 W/cm2 時芯片溫度 69℃），證明其在頻繁拉伸彎曲下仍能保持穩定冷卻，為高智能人形機器人發展提供支撐。研究成果以“A flexible thermal management method for highpower chips in humanoid robots”為題發表在《Device》期刊。
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