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作者:帝徒徒
来源:东邪西毒
发布时间:2026-08-26

西门无恨

AI芯片散热新希望?科学家首次造出理论中的金属材料,导热率是铜的3倍_我的网站

倚天屠龙记之魔教教主

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作者 | 闰然 编辑 | 宝珠星巴克最近的麻烦,有点多。立秋当天,淘宝闪购、美团等平台将星巴克部分饮品的成交价压低至12.9元、6元甚至4元。

B | 这个过去一杯咖啡卖三十多元的品牌,第一次被形容为“打到了瑞幸价”。

C |     AI 的发展正在不断推高全球对算力的需求,随着以英伟达(NVIDIA)为代表的高端 AI 加速器功耗快速攀升,数据中心的机架功率密度将被推至 300 千瓦级别。

D |          巨大能耗之下,散热成为不容忽视的关键问题:芯片消耗的电能几乎全部以热的形式耗散出来。

E | 而在目前的芯片热传导路径中,铜是散热扩散层、热管、蒸汽腔和封装基板的主力材料,导热率约为 400 瓦每米每开尔文(W/m·K)。一个世纪以来,这就是金属导热的真实性能上限。

F |          今年年初,加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)萨缪利工程学院的胡永杰教授团队在《科学》(Science)发文,他们造出一种曾经只存在于理论中的金属材料:θ 相氮化钽(θ-TaN)单晶。尽管低价主要来自平台补贴,并非星巴克全面下调门店定价,但星巴克的价格光环还是被撕开了一道口子。

立秋当天,外卖平台将星巴克部分饮品的成交价压低至10元内

立秋当天,外卖平台将星巴克部分饮品的成交价压低至10元内几天后,江苏常州一家星巴克又因为“关空调”登上热搜。根据媒体报道,一些中老年人长期不消费、在店内占座纳凉,门店直接关闭了空调。有人同情店员的无奈,也有人质疑星巴克是否背离了自己一直宣扬的“第三空间”。

G | 星巴克中国对此回应,星巴克一直以来都没有强制消费入座。一场具体门店的纠纷,最终变成了对星巴克品牌理念的公开审视。另一条更加戏剧化的消息,则把星巴克与蜜雪冰城联系在了一起。8月11日,有报道称,星巴克中国正在筹划供应链改造,包括将纸杯、吸管和抹茶粉交由蜜雪冰城代工,部分烘焙产品交给百胜中国,并提高国产咖啡豆的使用比例,目标是将供应链成本降低30%至40%。实验发现,该材料的室温导热率可达 1,100 W/m·K 左右,接近铜的三倍。同一时期,网络上还流传着星巴克中国取消14薪、修改员工合同、取消部分带薪假期,以及大量门店员工转为兼职等说法。这些说法很快遭到否认。

H | 星巴克中国表示,“蜜雪冰城代工”“更换咖啡豆供应商”等信息严重失实。另有媒体援引知情人士称,蜜雪冰城目前没有接到与星巴克相关的订单。         (来源:Science)          θ-TaN 的 70 年发现之旅          1950 年代,德国化学家布劳尔(Brauer)等人在高温高压条件下发现,TaN 存在一种 θ 相。

I | 近年来,学界预测,θ-TaN 具备远超常规金属的本征导热率,潜在值接近金刚石和砷化硼。但此前有关 θ-TaN 的研究都停留在理论层面,高质量 θ-TaN 晶体始终未被造出,其导热性能也无从验证。随后也有媒体核实,目前没有证据支持取消14薪、修改合同等说法。合资后可以确认的变化,是原有“咖啡豆股票”计划调整,星巴克称其他福利暂时不变。

J | 但辟谣没有让讨论迅速结束。         障碍主要在合成端。稳定 θ 相需要在数千摄氏度环境下对材料施加数吉帕(GPa)压力,加之氮化钽体系中存在立方(δ-TaN)、六方(ε-TaN)、四方(t-TaN)等多种竞争晶相,过往合成的样品几乎都是含有晶界、缺陷与混相的多晶粉末。

网友分享的“披着星巴克外皮的蜜雪”梗图

网友分享的“披着星巴克外皮的蜜雪”梗图不少人的反应因此不是“原来是假消息”,而是“这次可能没有,以后未必不会”。社交平台上,“雪王咖啡”“星巴克开始蜜雪化”等调侃持续传播。为什么一条听起来颇为戏剧化的消息,会被如此多人直觉上认为合理?

星巴克的焦虑真正让传闻显得可信的,是星巴克中国正在经历的经营变化。2026年4月,星巴克与博裕投资完成合资交易。博裕持有星巴克中国零售业务60%的股权,星巴克保留40%,并继续拥有品牌和知识产权。博裕不是一家咖啡公司,而是一家专门寻找企业、投入资金并帮助其提高价值的投资机构。它长期关注中国消费市场,投资版图包括蜜雪冰城、北京SKP等项目。         而且,此前的理论分析也指出,如果 θ-TaN 晶体存在缺陷或杂质,其导热率会远低于理论值水平。

2025年11月4日,星巴克宣布与博裕投资达成战略合作,共同运营星巴克在中国市场的零售业务

2025年11月4日,星巴克宣布与博裕投资达成战略合作,共同运营星巴克在中国市场的零售业务这也解释了星巴克为什么选择博裕。         为解决这一难题,胡永杰团队与日本东北大学(Tohoku University)多学科先进材料研究所的孝广(Takahiro Yamada)等人合作,采用了一种名为助熔剂辅助复分解反应的技术:以金属钠同时充当还原剂和助熔剂,绕开传统高压合成路线,在富氮环境下直接将氧化钽转化为氮化钽单晶。过去,星巴克中国主要依靠美国总部建立的品牌标准和直营体系发展。

K |          最终得到的 θ-TaN 单晶尺寸在 10 到 100 微米之间,表面光洁、单一晶相。团队进一步通过拉曼光谱、单晶 X 射线衍射(S-XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、电子能量损失谱(EELS)等表征手段确认了样品的结构完整性,证实其特征与先前预测高度吻合。

L | 现在,它面对的是瑞幸、库迪等更擅长数字化营销、快速开店和成本控制的本土对手。

M |          成功造出单晶后,团队终于有了验证 θ-TaN 导热率的机会。

N | 星巴克需要一位熟悉中国市场的合作伙伴,帮助它进入更多城市,以更快的速度做决策。尤其值得注意的是,博裕与蜜雪冰城之间存在投资关系。这并不能证明蜜雪冰城会为星巴克代工,却为传闻提供了一个极具传播力的联想:一家投资了蜜雪冰城、熟悉本土连锁消费行业的机构,如今又取得了星巴克中国的控股权,它会不会把蜜雪冰城擅长的供应链效率带进星巴克?这正是“蜜雪代工”传闻听起来似乎合理的第一层原因。测量结果显示,在室温条件下,θ-TaN 沿 a 轴方向(六方晶格底面内)的导热率约为 1105 W/m·K,沿 c 轴方向(垂直于底面)约为 928 W/m·K,反映出 θ-TaN 导热性能的各向异性。公众未必了解合资公司的治理结构,却很容易理解一个简单故事——星巴克换了掌握方向盘的人,而这个人熟悉中国消费行业最擅长的低成本和大规模扩张。双方提出的长期目标,又进一步强化了这种想象——将星巴克中国的门店数量从约8000家扩展至2万家。

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星巴克中国近五年开店情况/数据来源:公司财报

星巴克中国近五年开店情况/数据来源:公司财报从8000家走向2万家,意味着星巴克不能再主要依靠一二线城市核心商圈的大店,而要进入更多县级城市、社区和新兴消费区域。而跨整个晶体扫描的空间分布测量显示,同一方向上导热率在样品各处保持一致,这表明测得的高导热率来自晶格本征行为,不是偶然现象。这本身也意味着决策要更快、运营要更灵活、成本要更有竞争力。与此同时,星巴克的价格边界也在松动。2025年,它下调了部分非咖啡饮品价格。今年立秋期间,淘宝闪购在星巴克单杯特价5折、7.5折的基础上,叠加平台优惠券,用户普遍能够以低于5折的价格购入活动款式星巴克,美团则直接推出了12.9元的“秋天的第一杯星巴克兑换券”,与部分款式的瑞幸兑换券同价。         θ-TaN 的优越导热性能与其特殊的晶体结构密切相关。         在微观层面,固体材料的导热由两类载体承担:一是自由电子的定向流动,二是晶格原子的集体振动。后者在量子力学框架下被定义为声子(phonon),类比电子传递电流,声子则在晶体里传递热量。

p | 尽管低价主要由平台补贴形成,并不代表星巴克全面修改门店定价,但它仍然改变了消费者对星巴克价格的想象:一家过去很少直接参与低价竞争的品牌,也开始出现在几元一杯的订单里。         在铜、铝、银等常规金属中,热传导主要由自由电子承担,但电子与声子的相互作用反而会消耗上述两条通道的输运能力;再者,其内部活跃的声子-声子散射会进一步削弱导热。

q | 股权改变、扩张提速、价格松动,本土化和降本由此成为外界理解星巴克的关键词。但 θ-TaN 的特殊之处在于,其声子-声子的相互作用极弱,电子也几乎不与声子交换能量,同时把两条散射通道都堵上了。几项真实变化被拼接在一起,最终演绎出了“蜜雪冰城代工”和“取消14薪”的故事。具体消息虽然失实,背后的逻辑却恰好击中了市场预期。“蜜雪化”因此不只是一个供应商传闻,也成为一种象征。         此外,钽元素的一个自然属性又提供了第三重加成。声子在晶格中传播时,如果遇到质量不一致的原子,也会发生散射,影响导热。但钽几乎是单一同位素元素,天然钽中 ¹⁸¹Ta 同位素的丰度高达 99.988%,原子质量差异导致的散射在 θ-TaN 上天然被削弱。蜜雪冰城代表的是极致供应链、低成本和大规模扩张;星巴克代表的则是品牌溢价、门店空间、员工服务和相对统一的全球标准。         这些特性让热量可在 θ-TaN 晶格中以罕见的低阻尼状态传输,接近“晶格对热运动透明”的理论极限。当这两个差异极大的品牌被放在一起,人们越来越相信星巴克必须改变,却还不知道它会变成什么。         以金属之躯,达到金刚石级别的导热性能          需要注意的是,θ-TaN 只打破了金属材料维持一百多年的导热率纪录,还有导热性能更好的非金属材料,比如金刚石(俗称钻石)。

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星巴克外,选择更多了再用“星巴克对瑞幸”概括中国咖啡市场,已经过时了。瑞幸只是改变了咖啡的价格和购买方式。         天然金刚石的导热率可达 1,500~2,200 W/m·K,超纯合成金刚石可达 3,000 W/m·K。目前,工业上已在探索用化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜作为热扩散层,直接键合至逻辑计算芯片的背面,用于台积电 CoWoS 等 2.5D/3D 先进封装。         图 | 单晶 CVD 金刚石薄膜(来源:WikiPedia)          但金刚石有三个显著短板:生长速度慢、能耗高,制造成本居高不下;再者,金刚石是电绝缘体,加入电气路径时需要多一道工艺;最后,作为已知最硬的材料,对金刚石进行切割、抛光、打孔都极其困难,与硅工艺的兼容性偏弱。         面对这些劣势,θ-TaN 的金属属性,及其与现有芯片封装工艺天然亲和,让它有望成为比金刚石更优的选择。

s |          首先,氮化钽薄膜本身就是集成电路制造中常用的扩散阻挡层材料,目前的铜互连工艺广泛使用氮化钽作为衬垫。如今,星巴克面对的是一个更加复杂的市场:瑞幸、库迪这类平价连锁争夺日常订单,M Stand、Grid Coffee等精品品牌提供更有新鲜感的产品,独立咖啡馆出售风味与城市个性,喜茶、奈雪等新式茶饮则用更多选择争夺见面和停留的场景,而且比星巴克便宜。这些品牌没有一家完全取代星巴克,却分别拿走了消费者选择星巴克的一部分理由。

t | θ-TaN 如果能以薄膜形式沉积,就能无缝衔接现有产线,无需引入额外工艺。比如,2026广州咖啡文化季汇聚了来自13个国家、43座城市的230多个品牌。截至2025年,广州已经拥有8017家咖啡门店,数量位居全国第二。在东山口、永庆坊和江南西,精品咖啡馆不断把陈皮、荔枝甚至广府饮食元素做进特调。         此外,它既能充当芯片背面的热扩散层,也可以作为热界面材料(TIM)的高导热填料,甚至有可能在高功率射频器件和电力电子模块中,成为兼具导电与导热功能的一体化互连层,光这一点,就是绝缘的金刚石做不到的。         不过,团队也指出,受限于产能和制备难度,θ-TaN 短期内不太可能替代铜、铝等块状散热器材料,更现实的应用形态是被置于芯片和散热器之间,充当高导热中间层,功能类似上文提到的 CVD 金刚石薄膜。一个消费者即使每天换一家,也要近22年才能喝完。而且,TaN 的 θ 相在常温常压下是亚稳相,未来要进入产业,还需评估其长期热稳定性。

在2026广州咖啡文化季收官活动现场,咖啡师现场为顾客制作咖啡/图源:广州市人民政府

在2026广州咖啡文化季收官活动现场,咖啡师现场为顾客制作咖啡/图源:广州市人民政府当一座城市拥有近万家咖啡馆,星巴克最大的优势——标准化——反过来也容易显得“缺少惊喜”。中国消费者也没有从星巴克流向某一个品牌,而是被分散到了不同方向。工作日需要提神时点瑞幸,周末去独立咖啡馆,想尝豆子时逛咖啡节,约朋友则可能选择喜茶或奈雪。         造出 θ-TaN 之后,这项研究更重要的意义或许在于,团队进一步释放了金属材料的导热潜力。论文显示,除了 θ-TaN 之外,氮化钨、磷化钼等过渡金属化合物的电子-声子耦合也偏低。只有在机场、商场或陌生城市,需要一份确定性时,才再次走进星巴克。星巴克仍然可靠,却不再自然成为第一选择。

u | 新式茶饮带来的竞争尤其容易被忽视。

v | 消费者约朋友见面时,首先寻找的未必是一家咖啡馆,而是一个环境舒服、交通方便、所有人都能点到东西的地方。这为行业和学界提了个醒,或许可以对这些物质进行系统性地合成和测量,筛出更多具备高导热性质的金属材料。同行者中,有人喝咖啡,有人喝水果茶,有人不想摄入咖啡因。决定大家去哪里的,往往不是最喜欢咖啡的人,而是选择最少的那个人。这意味着,第三空间并没有消失,星巴克只是失去了对第三空间的独占。

w | 在一线城市,星巴克因此陷入了一个尴尬的位置,向下比不过平价咖啡的价格和密度,向上又未必比精品咖啡更专业、更有个性。

x | 空间仍有价值,却面临新式茶饮和独立门店的替代。         参考内容:          https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/science.aeb1142          运营/排版:何晨龙               注:封面/首图由 AI 辅助生成。向下沉市场扩张,也不是简单复制过去的成功。星巴克最初进入中国一线城市时,市场还在形成。

y | 它不仅出售咖啡,也参与培养了消费者喝现制咖啡、在咖啡馆工作和社交的习惯。如今进入更多县级城市时,面对的却不是一张白纸。瑞幸、库迪、幸运咖和新式茶饮已经通过小店和外卖进入这些地区。

z | 当地消费者其实已经习惯了另一种咖啡消费:价格在十几元甚至更低,可以从手机下单,可以快速取走,也可以随时换成奶茶或水果茶。

当星巴克终于进入更多县级城市时,瑞幸、库迪、幸运咖和新式茶饮早已通过小店和外卖进入这些地区

当星巴克终于进入更多县级城市时,瑞幸、库迪、幸运咖和新式茶饮早已通过小店和外卖进入这些地区星巴克在下沉市场仍然具有品牌吸引力,首店开业也可能带来排队和打卡。但开业时排一次队,与每周购买两三次,是完全不同的生意。如果维持原有价格和大店模式,消费者的购买频率可能不足;如果缩小门店、降低价格、增加外卖,它又会越来越接近那些已经拥有更多点位的本土品牌。

| 保持原来的星巴克,可能不够高频,变得更像本土连锁,又可能失去消费者专门选择它的理由。这才是星巴克真正的被动。星巴克过去最大的成功,是让中国消费者相信,一家现代咖啡馆应该是什么样子。现在,中国市场已经给出了太多新的答案。

开到2万家之后,还是星巴克吗星巴克计划将中国门店从约8000家扩展至2万家。这意味着,它要在现有规模之上,再开出约1.5个星巴克中国。新增门店不能继续主要依靠一二线城市的核心商场,而要进入更多县城、社区和办公楼。

| 原有的大店模式,也必须随之改变。2026年4月,星巴克中国提出“千店千面”战略。目前,其门店已经覆盖1000多个县级行政区,未来三年将增加至少1500个。门店形态也会更加灵活,从数百平方米的臻选店,到10平方米的微型店、办公楼便捷店和演唱会咖啡车。

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2026年4月,星巴克中国提出“千店千面”战略

2026年4月,星巴克中国提出“千店千面”战略改变店型并不难,难的是不能只把一家大星巴克缩小。没有了沙发、音乐和停留体验,消费者会更直接地比较:同样是一杯拿铁,星巴克为什么更贵?一线城市的消费者已经喝过更多咖啡,期待更专业的产品和更持续的创新;县级城市的消费者可能更看重价格、便利和适合社交的空间。

| 同样是在一座城市,办公楼门店需要快速出杯,社区门店需要让人停留,景区和演唱会旁的咖啡车则主要满足即时需求。不同门店挂着同一个标志,出售的却不能再是完全相同的价值组合。这正是“千店千面”真正要解决的问题。

| 过去,星巴克依靠标准化建立信任:无论走进哪家店,咖啡、服务和环境都大致相同。

| 现在,它需要让具体城市和门店拥有更多空间,提供更符合当地需求的产品、空间和服务。但差异化也有另一面。对一家连锁企业来说,允许上万家店彼此不同,又不让它们变成上万个互不相关的门店,这很难。

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星巴克一直强调“第三空间”的概念

星巴克一直强调“第三空间”的概念从8000家到2万家,星巴克真正需要改变的,是理解中国市场的方式。今天的中国已经不是一个等待国际品牌提供标准答案的市场。

| 不同城市已经长出了自己的咖啡口味、消费习惯和空间文化,星巴克需要进入这些差异,而不是继续用一套模板覆盖它们。

| 二十多年前,星巴克把一种标准化的咖啡馆带到中国,告诉许多人咖啡馆可以是什么样子。如今,当中国消费者已经给出越来越多自己的答案,轮到星巴克重新学习:在上海、广州、深圳、成都和一座县城里,一家咖啡馆分别应该是什么样子。

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