Радиаторы с крошечными головками душа для охлаждения микросхемы

В будущем микросхемы смогут охлаждаться под крошечными головками душа, установленными внутри их корпуса, распыляя воду непосредственно на поверхность интегральной схемы. И поскольку дорожки и проводные соединения, которые соединяют увеличивающееся количество транзисторов в микросхемах, становятся все тоньше и упаковываются все теснее, то «помывка» может скрепить элементы схемы.

Недавно эта технология была внедрена международным микро- и наноэлектронным научно-исследовательским центром Imec для удовлетворения растущих потребностей высокопроизводительных электронных устройств, которые все чаще обрабатывают сложные задачи, например, системы искусственного интеллекта. Эти задачи привели к тому, что компании начали изучать трехмерные чипы, которые объединяют память, обработку данных и другие схемы в одном корпусе, чтобы обойти ограничения дискретных микросхем.

Охлаждения интегральных микросхем с помощью специальных радиаторов с головками от душа

Система Imec, также называемая «ударным охладителем», предназначена для интеграции в корпус микросхем, который не всегда может удачно справляться с теплоотводом, что может ограничить производительность. В Leuven, Бельгия, компания Imec выпустила систему из полимера, используя трехмерную (3-D) печать. Это позволило исследователям создать систему сразу, сократив себестоимость и время производства.

Imec заявил, что его система равномерно распределяет охлаждающую жидкость по поверхности интегральных схем. Крошечные носики внутри системы, которые имеют диаметр около 300 мкм (или примерно вдвое больше ширины человеческого волоса), могут быть настроены в соответствии с конкретной тепловой картой микросхемы и сложными внутренними структурами корпуса, гарантируя отсутствие точечного перегрева элементов.

Охлаждающая жидкость впрыскивается в небольшое пространство между полупроводником и системой охлаждения, которая выталкивает нагретую смазочно-охлаждающую эмульсию через специальные отводящие приспособления. Традиционные системы охлаждения используют теплораспределительные пластины, прикрепленные к основанию подложки, но тепловые материалы, соединяющие их, имеют фиксированные тепловые сопротивления, которые трудно обойти, объяснили в Imec.

Крошечные оросительные каналы также могут быть вытравлены на задней поверхности подложки, заполнены хладагентом, который поглощает тепло, когда он обтекает нагретые элементам. Но эта технология может оставить некоторые части полупроводника более теплыми, чем другие. Системы охлаждения, такие как Imec’s, также могут быть изготовлены из кремния, но настройка и изготовление обойдутся дороже, но 3-D печать может помочь в этом.

«Наша новая микросхема с охлаждением на самом деле представляет собой трехдюймовую душевую головку, которая распыляет охлаждающую жидкость непосредственно на микросхему», — сказал Герман Опринс, старший инженер исследователь по направлению термическое управление. «3D-прототипирование улучшилось в разрешении, что делает его доступным для реализации микрожидкостных систем, таких как наша микросхема — кулер».

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *