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散熱膏也用Liquidmetal》史上最強液態金屬散熱膏,超頻王者酷冷博Coollaboratory Liquid Pro/ Ultra

文.圖/李鎮宇、賴明亨 2017-03-22 08:58:58
散熱膏的好壞,影響了超頻的極限。現在最強的,則是液態金屬散熱膏,可以提昇超頻的能力!液態金屬,因為超導熱特性,現在也被用來做成散熱膏,而且,這種散熱膏擁有世界上最強的導熱能力。這次,就讓我們來看看,史上最強,使用液態金屬打造,應用Liquidmetal材料,所開發出來的「酷冷博Coollaboratory Liquid Pro/ Ultra」液態金屬散熱膏!


蘋果公司旗下的產品線眾多,但是真正會引起所有人關注的,嚴格來說只有iPhone、iPad。分析師或是專業用戶早就在猜測,蘋果公司的機殼材質會改用「液態金屬」。但是最後又讓大家失望了,後來又出現說iPhone 6、iPhone 7,或者最新的iPhone 8要使用,但還是出現未經官方證實的說法:「因為良率的問題沒辦法克服」。顯然大家真的對液態金屬充滿期待,究竟這是個怎樣的材質?難道真的只是蘋果公司的專利?

事實上,由於Liquidmetal的高硬度、高強度重量比、抗腐蝕、高耐磨、超導熱、高彈性與可回收的特性,加上超強塑料性,本身是金屬,卻擁有非金屬的特性,以及高度穩定性,不會出現熱脹冷縮,可製作出超高精密度的器材,現在,也製成了最頂級的散熱膏與散熱貼片,還應用到手機、平板,甚至是手錶上面,而現在更發現它可程式化控制變形,讓未來有更大的發揮潛力。現在智慧型手機越做越輕薄短小,要提高本身機體的剛性,又要更輕巧,液態金屬是不錯的選擇。

散熱膏也用Liquidmetal,提供史上最強熱傳導率,這次,我們就來看看Coollaboratory Liquid Pro、LIQUID Ultra液態金屬散熱膏吧!

「酷冷博Coollaboratory Liquid Pro、LIQUID Ultra液態金屬散熱膏」重裝上陣!

液態金屬,這名字很玄妙。其實,常溫下,能以液態、固態存在的金屬,並不多。常溫下,最常見的液態金屬,就是水銀,屬於劇毒的一種。常溫下,還有一種常見液態金屬,那就是鎵。鎵和鎵的化合物,可以在常溫下,保持液態或固態。而現在,受到廣泛使用的液態金屬,Liquidmetal則是屬於一種新型的材料。

Liquidmetal液態金屬,因為超導熱特性,現在也被用來做成散熱膏。使用液態金屬的散熱膏,這就是酷冷博Coollaboratory Liquid Pro/ Ultra,不過別擔心,它用的不是有劇毒的水銀。水銀的話,熱傳導率:8.5 W/mK,這款液態金屬散熱膏,是用上了更強的液態金屬材料,導熱率遠遠超過水銀。而且,這種液態金屬散熱膏,擁有世界上最強的導熱能力。有多強?熱傳導率:已經達到了80~128 W/mK,這樣的導熱能力,比起固態的鐵、剛、白金,比起固態金屬材料,導熱能力還要更強。也因此,成為了CPU與GPU的最新超頻聖物。

超高檔的GELID GC-EXTREME傳統散熱膏
熱傳導率:8.5 W/mK

先前世界上最強的Prolimatech PK-3傳統散熱膏
熱傳導率:11.2 W/mK

後來世界上最強的JOUJYE O.C7傳統散熱膏
熱傳導率:12.56 W/mK

即便是超高檔的GELID GC-EXTREME散熱膏,熱傳導率:8.5W/mK。而先前,世界上最強的Prolimatech PK-3散熱膏,熱傳導率:11.2 W/mK,後來,出了一款更強的,這款JOUJYE O.C7散熱膏,熱傳導率:12.56W/mK,比起Prolimatech PK-3還要更強,熱傳導率也不過達到這樣水準而已。

先前公佈舊的資料,Coollaboratory Liquid Pro液態金屬散熱膏,熱傳導率:32.6 W/mK,Coollaboratory Liquid Pro液態金屬散熱膏,熱傳導率:38.4 W/mK。

最新公佈的新數據,Coollaboratory Liquid Pro液態金屬散熱膏,熱傳導率:80 W/mK,Coollaboratory Liquid Pro液態金屬散熱膏,熱傳導率:128 W/mK。

這樣一般散熱膏的熱傳導率,根本與液態金屬散熱膏,完全不能比的呀!

Coollaboratory LIQUID Pro液態金屬散熱膏,先前公佈熱傳導率:32.6 W/mK,最新公佈的新數據,熱傳導率:80 W/mK


最新公佈的新數據,熱傳導率:80 W/mK


Coollaboratory Liquid Pro液態金屬散熱膏
舊資料 → 熱傳導率:32.6 W/mK
新數據 → 熱傳導率:80 W/mK
容量:40 g
售價:歐元7.90元(折合台幣261元)
※有多種容量版本,價格不同

Coollaboratory Liquid Ultra液態金屬散熱膏
舊資料 → 熱傳導率:38.4 W/mK
新數據 → 熱傳導率:128 W/mK
容量:40 g
售價:歐元8.90元(折合台幣294元)
※有多種容量版本,價格不同

Liquidmetal的官方網站,裡面有介紹不少材質比較數據還有業界實際應用


Coollaboratory Liquid Copper液態銅散熱膏
熱傳導率:11.8 W/mK
容量:25 g
售價:歐元6.90元(折合台幣228元)

Coollaboratory Liquid Copper液態銅散熱膏


Coollaboratory Liquid Copper液態銅散熱膏外包裝


液態金屬散熱膏,超猛熱傳導率:80~128 W/mK

熱傳導率,又稱為熱導率。

如果「Coollaboratory Liquid Pro液態金屬散熱膏」,熱傳導率:80 W/mK。那麼,根據維基百科Wikipedia的資料,這樣的熱傳導率,是逼近「固態 鐵」的熱傳導率,已經是物質狀態為「液態」裡面,最強熱傳導率的材料。

不過,還有更強的。「Coollaboratory Liquid Ultra液態金屬散熱膏」,熱傳導率:128 W/mK

根據維基百科Wikipedia的資料,「固態 鐵」的熱傳導率:80W/mK


不同物質狀態的材料的熱傳導率比較表


液態金屬,是由學術研究到技術移轉的成功案例

Liquidmetal,是由Liquid與metal所組成,中文就稱為液態金屬。加州理工學院研究團隊Vitreloy,開發出來非晶態金屬合金商業名稱,就稱為Liquidmetal。其實目前很多商業化的產品都是經過研究人員在實驗室不斷改良、測試後才推到生產線的。要掌握這些技術,通常需要基礎科學的深入研究。專業的研究工作,還是只有學術界有辦法。但是研究成果要能賣錢才是最重要的,這對於歐美的研究機構而言,才是最終的目標。(不像台灣學術界公開的祕密:研究案最後沒有結果一樣可以結案,或是弄出一堆沒有辦法技術轉移的專利。)

研究本來就是燒錢的事,無法商業化並不是一個理想的結果。液態金屬的研究,就是一個出自學術界的成果。美國工程領域排名前五名的學校:加州理工學院,就是發展液態金屬的搖籃。最初的研究目標,就是發展一個不完全固態的金屬合金加工流程。並且能夠應用在各個領域上,畢竟金屬本來就是一個廣泛被使用的材質。最後目標實現,達成商業化的基礎,擁有超過五十項的專利。Liquidmetal這家公司就成立,開始商業化運轉,且在美國以LQMT的代號興櫃交易。

要玩超頻的話,原廠散熱器,還有上面的散熱膏是不夠用的!


液態金屬,最造商業化大量使用,將iPhone、iPad的Micro/Nano USIM卡匣退出,就能發現原廠附贈由液態金屬打造的取卡針


Coollaboratory LIQUID Pro散熱膏,使用液態金屬為材料


Coollaboratory LIQUID Pro散熱膏,使用針狀的打針使用方式



Coollaboratory LIQUID Ultra,原廠使用方式說明!


Coollaboratory LIQUID Ultra,原廠使用注意事項!

液態金屬的特性

液態金屬裡面有「液態」兩個字,莫非這就是魔鬼終結者裡面那種金屬?有超高的可塑性,用接近液體的物理特性達到「能屈能伸」的本事?如果你有這個不切實際的想像,只能說要讓你失望了。前面已經有暗示大家「加工流程」,意味著這家公司的目的是為了顛覆傳統的金屬加工方法。

以Unibody的MacBook Pro來說,蘋果公司已經用影片介紹過他們是用整塊的旅磚用CNC車床切割,並且配合精密的雷射打孔(尤其是喇叭孔的地方)。這樣的生產方式其實成本很高,而且有廢料回收的問題。也就是切割之後的鋁塊碎屑,還要在經過高溫融化成形為鋁磚,再送到CNC車床處理。

現在用於平板的材質以鋁合金為主,若能改採液態金屬的話,可以做得更薄,但仍維持一定的剛性


液態金屬,除了被用來做散熱膏,也被用來做散熱貼片。Coollaboratory LIQUID MetalPad液態金屬貼片也非常夯,導熱能力非常好,簡直是世界上最強的散熱貼片


Coollaboratory這家公司,目前已經推出了9種散熱商品


Coollaboratory目前推出的9種散熱商品
(01)Coollaboratory Liquid Pro (2. Quarter 2005)
(02)Coollaboratory Liquid MetalPad (4. Quarter 2006)
(03)Coollaboratory Liquid Coolant Pro (2. Quarter 2008)
(04)Coollaboratory Liquid MetalPad – PS3 / XBOX (3. Quarter 2009)
(05)Coollaboratory Liquid Ultra (1. Quarter 2010)
(06)Coollaboratory Liquid MetalPad – Notebook (4. Quarter 2010)
(07)Coollaboratory Liquid Cleaning Set (2. Quarter 2011)
(08)Coollaboratory ALPHEOS Liquid Cooler (4. Quarter 2011)
(09)Coollaboratory Liquid Copper (4. Quarter 2014)

液態金屬非常強悍

如果金屬可以像「塑膠」一樣,用「射出」的方法在模型內成形。減少生產的流程,能源的消耗(產生可以溶解鋁的高溫是要代價的)甚至是污染(煉鋁廠通常會有工業廢水排放的問題)。液態金屬的出現,就是要在生產流程革命。不要忘了一件事,融化的金屬通常是溫度非常高的,液態金屬還有一個使命就是要讓金屬在相對低溫的環境下也能被塑型。另一個研究重點是材料科學方面的應用,現代化的金屬通常是以「合金」(Alloy)的方式生產,是因為對成本還有製程的平衡。以大自然的元素,哪裡找硬度高而且還有高度延展性,並且不會發生鏽蝕的元素,以不鏽鋼(Stainless)來說,就是結合各種比例的鉻、鎳、錳等元素組成的。因應各種需求的不鏽鋼,耐熱、抗氧化等需要,各種金屬的比例會再調整。

液態金屬也是一樣的概念,主要的元素有鋯(Zr)、鈹(Be)、鈦(Ti)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鋁(Al)。這六種金屬本身都有一些優點,例如鋯的硬度很高銅高度延展性、鈦可以抗強酸腐蝕等。這些元素被發現都已經超過一百年,但是組合之後會變成怎樣又是另一回事。可以組合,也不表示生產會非常順利。然後想要讓生產出來的液態金屬有差異化,滿足各行各業對延展性、抗腐蝕等不同的訴求,最終物理特性非常穩定,就是為什麼可以申請專利然後開公司發行股票的原因。現階段Liquidmetal這家公司就有幾個規格的合金Vitreloy 1、Vitreloy 4、Vitreloy 105還有Vitreloy 106a等等。

用於iPhone與iPad的Micro/Nano USIM卡匣取卡針,就是使用液態金屬來打造,上面還有用雷射刻印的TAIWAN或China字樣,共有兩個產地的取卡針


液態金屬早已商品化

聽起來Liquidmetal的工作,就是不斷的嘗試各種合金的組合比例,然後改善生產方式。都有專利,肯定也能進行實際生產。的確,液態金屬早就出現在我們的生活。你可能用過,但是沒有特別注意而已。最早的應用,就是高爾夫球杆的製造。高爾夫球杆的金屬頭,當然要堅硬且密度平均、一體成形。用液態金屬的製程生產當然是很合理的事。醫療用途方面,醫療用雷射儀器很普遍。也許是拿來開刀,或是進行測量。Liquidmetal的液態金屬被拿來生產儀器,特別是雷射針的地方。液態金屬導熱係數低,就不會影響數據量測的準確性。軍事用途,拿來製作可以抗電磁干擾(EMP)的外殼、輕量化且高硬度的元件很合理,軍規的要求本來就高於一般消費級產品。在工業應用上,電子產品的導熱係數、電阻值還有延展性都是液態金屬的優點,比純鈦或是不鏽鋼可能都還要厲害。

Biolase的醫療用雷射,針頭的地方用液態金屬製造,避免數據出現誤差。


應用非常廣泛

講一些我們可能用過的,讀者可能都看過的八卦新聞是iPhone的Micro/Nano USIM卡槽退片針。從iPhone 3GS的後期,就有人發現部分的退片針是用液態金屬生產的。蘋果公司會用液態金屬生產也不是沒道理,SIM卡托盤如果用太軟的迴紋針插入也許退不出來。托盤上的孔很細,液態金屬的延展性可以拉得像針一樣加上夠硬,避免其他金屬針插進去結果斷在裡面。

比iPhone 3Gs的SIM卡槽退片針更早使用液態金屬的,筆者手上就有一個。SanDisk的Cruzer Titanium隨身碟(現在已經停產),幾年前購買時主打「鈦」金屬,經得起大卡車壓過去(最大容量還只有2GB,就知道真的有點年紀了),這就是使用液態金屬生產的。再貴一點的商品,OMEGA就有使用液態金屬製造的手錶。Nokia最頂級的副品牌Vertu,也用液態金屬製造手機。寫到這裡,你還覺得液態金屬是前所未有的科技嘛?早已悄悄的進入我們生活當中。

筆者買了好幾年的SanDisk Cruzer Titanium隨身碟,第一代與第二代就是用Liquidmetal的液態金屬技術製造的。體積的差異是因為半導體技術,同樣是2GB的容量,第二代的製程進步讓NAND顆粒變小、容量增大。


Omega的海馬系列(Seamaster)手錶,也有使用液態金屬製造。(圖片來源:Omega官方網站)


有良率才有大量生產

再把話題拉回蘋果公司,之前就已經有報導指出蘋果公司買下了液態金屬的使用專利。這點筆者的解讀是蘋果公司買下「生產配方」,請Liquidmetal幫他們研究出專屬的合金比例,限制別人使用。然後包下Liquidmetal的生產線,有一定的產能在未來需要完全供應給蘋果公司。蘋果公司的商業手法早就見怪不怪了,與全世界的玻璃製造領導品牌康寧合作Gorilla高硬度薄玻璃,並且要求多數產能需要供應給蘋果公司就是一個例子。

談到良率,蘋果公司要的肯定是硬度高加上表面非常平整的液態金屬成品。如果液態金屬用射出的方法製造,結果表面出現了像塑膠射出因為開模等問題會出現「毛邊」、「細紋」,肯定是蘋果公司沒辦法接受的。生產線因此需要增加人力做「品質控管」,生產成本自然拉不下來,iPhone難道要提高售價?只為了液態金屬賣更貴,消費者也不見得會買單。

現在不少智慧型手機與平板的主要機體都是採用鋁合金與不鏽鋼,就連最新的iPhone與iPad Air也是採用這樣的材料。若能改採液態金屬,將可以做得更輕薄,而且不減其剛性,一樣可以回收使用,符合環保精神


液態金屬也做成了世界上最頂級散熱膏、散熱貼片

液態金屬,因為超導熱特性,現在也被用來做成散熱膏。而且,這種散熱膏擁有世界上最強的導熱能力,目前,世界上已經有一家廠商大量生產,而且有在販售。

CoolLaboratory就是第一家做這種散熱膏的業者,看到液態金屬散熱膏,有這樣的熱傳導率,有這樣超屌的威力,實在是驚為天人,看來以後玩超頻,也非得使用液態金屬的散熱膏不可了!

Coollaboratory Liquid MetalPad液態金屬散熱貼片


若將原廠散熱器上面的散熱膏,換成了液態金屬散熱膏,不但可以提昇導熱的效率,還可以減少蒸發率,進一步的可以提昇超頻的能力!


台灣市場價格

Coollaboratory Liquid Pro/ Ultra液態金屬散熱膏的話,台灣市場也有不少店家進貨,價格上也不算太貴。







Coollaboratory Liquid Pro/ Ultra液態金屬散熱膏,也是有缺點!

值得注意的,Coollaboratory Liquid Pro/ Ultra液態金屬散熱膏,其熱傳導率非常強悍,熱傳導率:已經達到了80~128 W/mK,可以說已經到達了驚為天人的境界!

液態金屬散熱膏,也有缺點!
不過,目前推出的液態金屬散熱膏,也是有缺點的!它會腐蝕散熱器上面的金屬,以及吃掉處理器上面的金屬。更麻煩的,由於是液體狀態,它會流動,會有漏液的問題,會從散熱器與處理器旁邊流出,導致處理器插槽附近,CPU腳座會沾滿了液態金屬,主機板也會沾到。使用過液態金屬的處理器、散熱器,非常難以清理。而且,由於會腐蝕散熱器底座,導致使用一段時間之後,必須使用砂紙把處理器表面,以及散熱器底座,用砂紙、挫刀拋光,還要再補液態金屬散熱膏,才能繼續維持強大的導熱能力。簡單來說,也就是說,它會腐蝕吃掉金屬表面,等於使用過一段時間之後,就會出現金屬表面被吃掉,導致散熱效果變不好,得要重新塗抹液態金屬散熱膏的問題。

液態金屬散熱膏,會滲入其他金屬結構出現腐蝕現象
值得注意的,液態金屬散熱膏有個特性,它會滲入其他金屬結構,並破壞其完整性,也因此會出現腐蝕的現象,被滲透腐蝕的金屬,會變得脆弱且容易剝離。更重要的,用久了之後,它還會凝固,從液態變成固態之後,導熱能力會下降。

液態金屬散熱膏,使用時間長會凝固散熱效果變差
更嚴重的,液態金屬散熱膏,使用一段時間之後,會出現凝固的現象。當液態金屬散熱膏凝固之後,散熱的效果會不好,必須重新清掉,再補上新的液態金屬散熱膏。使用上,要注意的細節很多。

好壞見仁見智
整體來說,液態金屬散熱膏,有優點,也有缺點。優點的話,是導熱能力超強,已經達到了驚為天人的境界。缺點的話,容易漏液,清理困難,腐蝕金屬,用久凝固,變成固態後,導熱能力變差,要常維護,需要打磨拋光處理器表面、散熱器底座,要常補充。玩家要的是優點,還是看到了缺點,就看玩家怎麼來看待了!

玩家反應,使用Coollaboratory Liquid Pro/ Ultra後,出現CPU Cooler底座被吃掉的狀況!(圖片來源:熱心玩家提供照片)


處理器散熱器底座,被吃掉部分特寫!(圖片來源:熱心玩家提供照片)


CPU表面金屬,也有被吃掉的狀況!(圖片來源:熱心玩家提供照片)


液態金屬大有未來

可以預期的是,如果液態金屬的生產良率提高、在生產線一切順利,蘋果公司的電腦或是手機產品線,外型也許會比以前有更大的突破,工業設計全面更新。至於傳統機殼生產商的外來,那個每次只要傳出蘋果下一代產品用液態金屬,投資人就直接反應在股價的可成、鴻準,兩支蘋果概念股要喝西北風了?其實也未必,因為Liquidmetal有發展鍍膜的技術。這些廠商在蘋果公司的授意之下,取得Liquidmetal的液態金屬鍍膜技術用在現有金屬外殼加工也不是不可能。

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