本公开提供了一种应用于3D集成电路的散热装置，包括3D集成电路、蒸发器和冷凝器；所述3D集成电路内设置有集成电路微通道，所述集成电路微通道用于对3D集成电路上部进行散热；所述蒸发器安装于3D集成电路下方，并与3D集成电路紧密相贴，所述蒸发器用于对3D集成电路下部进行散热，并为整个散热器的工质循环流动提供驱动毛细力；所述冷凝器通过循环管路分别与集成电路微通道和蒸发器的工质流动进出口相连，所述冷凝器用于冷却从蒸发器流出的工质，并将其送往集成电路微通道，和冷却从集成电路微通道流出的工质，并将其送往蒸发器。本公开结合了微通道冷却技术和环路热管技术，散热效率高，散热性能好，能够完全解决3D集成芯片的散热问题。