电脑CPU必须使用导热硅脂的核心原因在于填补微观间隙、提升热传导效率。CPU与散热器接触面看似平整，但在微观层面存在大量凹凸不平的孔洞和缝隙，这些空隙会被空气占据（空气导热系数仅0.026W/m·K），形成热阻屏障。导热硅脂（导热系数通常为3-12W/m·K）能有效填充这些空隙，将空气挤出，建立更高效的热传导路径。
具体而言，导热硅脂的作用体现在三个维度：首先，其膏状特性能够适应纳米级表面不平整度，英特尔实验室数据显示，未使用硅脂的CPU与散热器接触面实际接触面积不足40%，涂抹优质硅脂后有效接触面积可提升至98%以上。其次，硅脂中的金属氧化物（如氧化铝、氧化锌）或陶瓷颗粒构成导热网络，液态金属硅脂的导热系数甚至可达79W/m·K，远超普通金属。第三，硅脂具备温度稳定性，优质产品在-50℃至200℃范围内不会固化或流失，确保长期导热效能。
值得注意的是，近年出现的相变材料（PCM）和液态金属等替代方案各有局限：相变材料在45℃以上才生效，低温环境下反而增加热阻；液态金属存在导电风险且对铝制散热器有腐蚀性。因此，兼具安全性、经济性和稳定性的导热硅脂仍是目前最优解。实验数据表明，正确涂抹硅脂可使CPU核心温度降低15-25℃，这对维持处理器Boost频率至关重要。
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