CPU散热器归类的难点

金田一

计算机微处理器（简称CPU）上用的散热器（图1），是我们日常工作生活中经常接触到的商品，它的归类似乎也非常明确。因为大部分CPU散热器都带有一个散热风扇，通过风扇将CPU的热量散发出去。所以大多数情况下，CPU散热器被习惯性的按“风机、风扇”归入品目8414项下。
. c! o2 u$ i1 V, }但事实上，CPU散热器绝非千篇一律的按“风机、风扇”归类。恰恰相反，许多CPU散热器应按计算机的零件或利用温度变化处理材料的机器来归类。下面笔者试通过中国海关对外公开的类似商品归类决定来对CPU散热器的归类做一番解读，希望对各位读者有所裨益。
  E" _% F/ y. q# Q6 |- e, i据笔者不完全统计，中国海关对外公开的归类决定中，有三份涉及CPU散热器类商品，分别如下：
一、Z2006－1359 散热器(微机用)——8473.3090（计算机零件）
; i2 d$ S- J; K1 X0 n该商品主要用于微型机中的CPU散热，经组装而成。工作原理为利用热导管将热传递到铜、铝等金属材料制成的散热片上，结合风扇将热量散发出来。其中散热风扇的作用是加快热量的散发。
二、Z2006－0517 中央处理器降温部件——8414.5199（风机、风扇）
' m; M; ^% J8 n. Y8 T0 r6 h3 V: K中央处理器降温部件（CPU Cooler），主要由导热、散热片和风扇组成，且为计算机专用。
) p0 w' [2 ~( H% T三、Z2008-162 半导体制冷器——8419.8990（利用温度变化处理材料的设备）
半导体微型制冷器又叫微型制冷器，主要用在IT、通信等行业。一般作为设备的零部件来使用，用来给大型电脑服务器导热或制冷。 主要部件：风扇、散热器、控制板、半导体致冷片。工作原理：1.微型制冷器主要利用帕尔帖原理。当直流电通过两种不同性质的导体时，在其交接面产生吸、放热的现象，这就是帕尔帖原理。半导体制冷片是微型制冷器的核心部件，具有导热、制冷的作用。 2.控制板主要用来控制微型制冷器的开关、温度，并提供与主机之间的I/O接口。 3.散热器主要为铝材或者铜材，用来加速散热。
$ z* {2 l! u; S- i从商品描述上来看，上述三项商品均用于计算机CPU的散热，其结构中均含有风扇。但是，只有一项商品归入了品目8414的“风机、风扇”。为了说明其中的道理，先让我们来了解一下CPU散热器的基础知识：
0 @( X, E9 v6 O& f4 A% W1 Z$ o如果按散热原理来区分的话，CPU散热器可以分为三种：风冷式CPU散热器、水冷式CPU散热器和半导体制冷式CPU散热器。
+ A) M  [" z. A一、风冷式CPU散热器（图2），主要是由风扇、金属散热片、扣具以及散热介质等几部分组成。
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二、水冷式CPU散热器（图3、4），组成结构与风冷式差不多，最主要的差别在于散热片，水冷式CPU散热器采用类似水箱式的散热水箱作为散热片，而风冷式CPU散热器采用片式的金属散热片。
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三、半导体制冷式CPU散热器（图5），利用帕尔帖原理（当直流电通过两种不同性质的导体时，在其交接面产生吸、放热的现象，既帕尔帖原理）进行制冷，对CPU进行散热降温。

以上三种CPU散热器中，半导体制冷式的效果最好,水冷其次，风冷较差；但价格方面也成正比。故综合考虑制冷效果与生产成本后，风冷式CPU散热器暂时是目前市场中的主流，而水冷式和半导体制冷式CPU散热器所占比例较低。
# u" q7 d7 y! o4 b从上述三种CPU散热器的工作原理来看，风冷式CPU散热器通过散热介质（一般为导热效率较高的铜、铝等金属散热片），将CPU发出热量吸收传导到散热介质，再通过风扇叶轮旋转，让空气强迫对流将散热介质的热量带走。
从这点上可以看出，风冷式的CPU散热器，其热量的散发必须通过风扇，如果没有风扇，任其自然散热的话。考虑到计算机机箱的整体密闭性，散热介质上的热量很难快速散发，无法有效的对CPU进行降温。换句话说，对风冷式CPU散热器来说，风扇在散热过程中起到了主要作用，而散热介质仅起到了热量传递的作用，故风冷式CPU散热器应按“风机、风扇”归入品目8414。（既公开归类决定——Z2006－0517）
5 _* W5 Z2 `0 j6 |% K7 g+ @5 F而半导体制冷式CPU散热器则与上述风冷式及水冷式CPU散热器不同。其对CPU的降温，主要是通过半导体制冷片的帕尔贴效应。其工作原理实质上是热量转移。当接通直流电时，半导体冷面温度迅速降低（甚至可降至-10 ℃）,而另一面的温度则迅速上升,从而达到降低CPU表面温度的效果。在此过程中，风扇仅起到辅助散热作用。故采用半导体制冷式的CPU散热器应按“利用温度变化处理材料的设备”归入品目8419。（既公开归类决定——Z2008-162）
. P, m: X0 v' [" Q1 j& `0 c说到这里，肯定有读者会问，既然风冷式的CPU散热器按“风机、风扇”归入品目8414，那为什么“Z2006－1359”的散热器却按计算机零件归入品目8473呢？它的工作原理不也是“利用热导管将热传递到铜、铝等金属材料制成的散热片上，结合风扇将热量散发出来”吗？
% g3 b4 \% p6 {: m$ w. k$ A$ G乍一看，Z2006－1359所述的散热器与Z2006－0517的风冷式散热器无论从结构或工作原理上都比较类似，但如果再仔细研究一下Z2006－1359的商品描述，我们会发现它与Z2006－0517所述的散热器有一处决定性的差别——“热导管”。
+ u- {% m3 X4 v. x0 w- eZ2006－1359的散热器，其工作原理为“利用热导管将热传递到铜、铝等金属材料制成的散热片上，结合风扇将热量散发出来”，而Z2006－0517的散热器，不具备“热导管”，仅仅是由“导热、散热片和风扇组成”，CPU的热量通过导热片直接传递到散热片上，再由风扇将热量吹走。
$ P( d4 E$ Y! U7 u3 k7 l千万不要小看这个小小的“热导管”（图6、7），采用“热导管”技术的散热器比起传统的风冷散热器有成倍的效能提升。


所谓“热导管”其实是一个封闭的真空管。一般是由管壳、吸液芯和端盖三个部分组成。将管内抽至较高的真空度后充以适量的工作流体，使得紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。热管有两端，分别为蒸发端（加热端）和冷凝端（散热端），两端之间间根据需要采取绝热措施。当热管的一端受热时（即两端出现温差时），毛细芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在压差之下流向另一端放出热量并凝结成液体，液体再沿多孔材料依靠毛细作用流回蒸发端。如此循环不已，热量得以沿热管迅速传递（就如同空调的原理）。
& G: ^! m: p) z( M换言之，装有“热导管”的散热器，其散热的原理已经不再是简单的利用风扇对流，而是通过“热导管”技术，通过相变来强化换热的技术。其工作原理和结构已超出了品目8414所述“风机、风扇”的范畴。又由于其专用于计算机，具有明显的零件特征，依据第十六类类注二的规定，应将其归入品目84.73“计算机零件”项下。
+ @- ]- |( q0 Z# g- m. u注：以上为笔者个人观点，水平有限，难免错漏，仅供各位读者参考，望能抛砖引玉

janson

学习了。谢谢。