Sistem de răcire CPU microcanal
Fie că este vorba de centre de date, supercomputere sau laptopuri: cantitatea mare de căldură generată de cipuri și alte componente semiconductoare este una dintre cele mai mari probleme ale produselor electronice moderne. Pe de o parte, limitează performanța și densitatea structurală a componentelor. Pe de altă parte, procesul de răcire în sine consumă multă energie, care este folosită pentru ventilatoare de răcire sau pompe de răcire cu lichid.
Pentru a rezolva această problemă, oamenii de știință au studiat modalități de îmbunătățire a eficienței transferului de căldură de la cip la lichidul de răcire. De exemplu, un metal cu o conductivitate termică mai bună este folosit ca suprafață de contact între sistemul de răcire și cip. Cu toate acestea, eficiența tuturor metodelor din trecut nu este foarte mare, iar odată cu îmbunătățirea eficienței disipării căldurii, complexitatea și costul de producție al sistemului de disipare a căldurii cresc, de asemenea, exponențial.
Acum, cercetătorii elvețieni au găsit în sfârșit o modalitate mai bună de a inventa un cip care nu are nevoie de răcire externă. Microtubulii integrați în semiconductor vor aduce lichidul de răcire direct în jurul tranzistorului, ceea ce nu numai că îmbunătățește foarte mult efectul de disipare a căldurii al cipului, dar și economisește energie și face viitoarele produse electronice mai ecologice. Producția acestei răciri integrate este mai ieftină decât procesul anterior.
Principiul acestei soluții este că, în loc să se răcească din exteriorul cipului, cip-ul este răcit direct în interior. Lichidul de răcire curge prin microtubulii integrati în materialul semiconductor de jos, ceea ce înseamnă că căldura generată de tranzistor ca sursă de căldură va fi disipată direct. Microcanalul este în contact direct cu tranzistorii din cip, ceea ce stabilește o conexiune mai bună între sursa de căldură și canalul de răcire. Ramurile tridimensionale ale canalului de răcire contribuie, de asemenea, la distribuția lichidului de răcire și reduc presiunea necesară pentru circulația lichidului de răcire.
Testul preliminar al sistemului de răcire arată că acesta poate disipa mai mult de 1,7 kW de căldură pe centimetru pătrat și doar 0,57 wați de putere a pompei pe centimetru pătrat. Aceasta este semnificativ mai mică decât puterea necesară pentru canalele de răcire externe de gravare. „Capacitatea de răcire observată depășește un kilowatt pe centimetru pătrat, ceea ce echivalează cu o îmbunătățire de 50 de ori a eficienței față de disiparea externă a căldurii”, au spus cercetătorii.
Răcirea cu microcip integrat are un alt avantaj: este mai ieftină decât unitatea de răcire adăugată extern. Deoarece microcanalele de răcire și circuitele de cip pot fi introduse direct în semiconductori în producție, costul de producție este mai mic. Acest microcip răcit intern va face ca produsele electronice viitoare să fie mai compacte și să economisească energie.
