现在,英特尔也没有解释为什么要恢复钎焊工艺。当然,钎焊工艺的好处会在秋季发布会上谈到——它提高了散热效率,允许更高的散热空间,处理器可以以更高的频率运行。用钎焊,9代芯需要开盖吗?从钎焊到硅脂再回到钎焊,第九代酷睿处理器的散热性能肯定会变好,但是很多玩家关心的是该不该开。

为什么一些英特尔CPU放弃硅脂改用钎焊?

为什么一些英特尔CPU放弃硅脂改用钎焊

英特尔公司大概不会喜欢“牙膏厂”这个称呼,但在玩家看来英特尔这几年来的处理器升级真的是在挤牙膏,特别是14nm节点之后,已经推出了四代使用14nm工艺的酷睿处理器了。不光是挤牙膏,有时候大家还调侃英特尔牙膏挤多了又给缩回去了,特别是在硅脂导热这件事上,许多玩家在这个问题上已经纠结了6年了,超能网的文章评论经常可以看到有人吐槽“硅脂U不买”,好在今年的九代酷睿处理器上,英特尔狠狠挤了一大管牙膏,不仅给主流处理器升级了8核16线程,还重回使用了钎焊导热工艺。

导热硅脂:关于硅脂,很多玩家都很熟悉了,这里就不详细介绍了,因为超能网11年前做过一次硅脂横评,这篇文章对硅脂的用途、作用有过详细介绍,迄今依然不过时。沙场秋点兵,16款导热硅脂大比武钎焊英文是solder,写过这么多关于处理器的钎焊导热的文章,solder这个可以说一种工艺,也可以理解成一种材料,特别是对应硅脂的时候。

这里就引用维基百科的一些解释:通常为锡的合金,故又称焊锡,为低熔点合金,在焊接的过程中被用来接合金属零件, 熔点需低于被焊物的熔点。一般所称的焊料为软焊料,熔点在摄氏90~450度之间,软焊广泛运用于连接电子零件与电路板、水管配线工程、钣金焊接等。手焊则经常使用烙铁。使用熔点高于摄氏450度的焊料之焊接则称为硬焊(hard soldering)、银焊(silver soldering)、或铜焊(copper brazing)。

上面是通用的解释,至于处理器中所用的钎焊还有别的不同,它使用的材质多数含有铟(In),有的是纯铟,也可以是金铟,也可以是铟锌铋等等。含铟焊料的优点如下:·铟具有良好的延展性与可锻性,仅使用中等压力,就能使其变形并填满两个配合件之间微小的不平缝隙。·这种延展性和可锻性在超低温下仍得以保持,因此组合件即使在恶劣的环境中也能保持有效密封。

·铟的导热率较高(在85°C时为86W / mK),因此被广泛应用在热管理应用中,散发电子元件产生的热量。·在绑定不同的元件时,铟能补偿不同的热膨胀系数(CTE)。·即便只含有少量铟,电子装配中使用的焊料的热疲劳性能也能得到改善。·某些含铟合金的熔点低于180°C,因此非常适合多次焊接或者需要较低回流温度的焊接。

·铟的蒸汽压力低,适合高真空焊接。·铟合金焊料在跌落试验中的耐抗程度优于其他低熔点合金。不同焊料的特性及导热系数处理器的散热结构:从核心到散热器的两道坎从散热角度来说,处理器核心与散热器底座无缝贴合的话,散热效率是最高的,但是晶圆厂生产出的芯片太脆弱了,所以需要一层金属盖保护,这就是IHS(Integrated Heat Spreader,集成散热反变形片),它可以保护CPU核心,但是多了IHS就相当于多了一层散热结构,所以CPU安装散热器的时候需要涂抹硅脂在顶盖上以提高导热效率(相对空气而言),这部分就是TIM(Thermal interface material,热界面材料),最常见的TIM材料就是硅脂,高级点的有液态金属等。

处理器内部的导热介质(图片来源于Wikichip)具体来说,TIM还分为两层,我们安装散热器涂抹的那一层TIM是TIM2,IHS与CPU核心的那一层是TIM1,这个就是现在的PC玩家杯葛了六年多的硅脂(Thermal Paste)vs钎焊(solder)事件的冲突核心。英特尔处理器从钎焊到硅脂再到钎焊导热的旅程为了更好的散热,处理器通常都是钎焊导热的,AMD哪怕是在比较低端的CPU及APU上都在坚持钎焊导热,英特尔之前也是如此,一直坚持到Sandy Bridge架构的酷睿i7-2600K这一代上,但是从2012年的22nm工艺的Ivy Bridge处理器,也就是酷睿i7-3770K处理器开始,英特尔开始“堕落了”,放弃钎焊开始使用硅脂,先是在主流处理器上这样做,接着发烧级平台的Core X系列处理器也遭到了黑手,然后Xeon处理器也一样开始用硅脂,直到九代酷睿处理器重新使用钎焊,前后历时六年时间。

酷睿i7-3770K开盖,开始用硅脂了(图片来源)这是硅脂导热的8代酷睿处理器开盖后的酷睿i9-9900K处理器(图片来源)这个过程没什么可说的了,老玩家应该多少了解一些,过去六年中DIY玩家提到这个问题就满脸的不满,一是因为从焊料到硅脂,两种材质的导热系数可是天渊之别,硅脂典型的导热系数是2W/m·K,焊料因为还有多种金属元素,导热系数要高得多,不同成分下50-80W/m·K的导热系数都是有的。

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