Soluție termică de răcire cu cip lichid

Creșterea densității tranzistorului reduce consumul de energie al cipului, dar densitatea mare a tranzistorilor va face căldura mai concentrată, iar problema disipării căldurii nu poate fi ignorată. Disiparea căldurii cipurilor de înaltă performanță a afectat întotdeauna toată lumea, inclusiv întreprinderile. Pe lângă combinația tradițională de răcire cu aer plus aer condiționat, răcirea cu lichid este, de asemenea, o alegere foarte eficientă. Cu toate acestea, aerul condiționat și răcirea cu aer vor aduce un consum uriaș de energie. Microsoft a ales să pună serverul centrului de date în mare pentru a îmbunătăți eficiența disipării căldurii.

Dificultatea instalării răcirii cu lichid pe cip este de a integra canalul de lichid direct în designul cipului. Cercetătorii cred că viitoarea soluție este să lași apa să curgă între circuitele sandwich. Deși sună simplu, este foarte greu de utilizat în practică. În prezent, imersiunea în lichid neconductiv pentru disiparea căldurii este foarte utilă pentru cipurile care utilizează tehnologia de stivuire, dar utilizarea acestei tehnologii în cipurile tradiționale va deveni foarte costisitoare și dificil de realizat producția de masă.

TSMC a propus trei canale de siliciu diferite și a efectuat teste de simulare relevante. În prima metodă de răcire directă cu apă, apa va avea propriul canal de circulație și va fi gravată direct în cip; Al doilea este că canalul de apă este gravat pe stratul de siliciu de pe partea superioară a cipului, iar stratul de boi din materialul de interfață termică (TIM) (fuziune de oxid de siliciu) este utilizat pentru a transfera căldura de la cip la stratul de răcire cu apă; Ultima este înlocuirea stratului de material al interfeței termice cu metal lichid simplu și ieftin. În ceea ce privește efectul, prima metodă este cea mai bună, iar a doua metodă este a doua.

Răcirea cu lichid de cip este o direcție importantă pentru a rezolva disiparea căldurii semiconductoare în viitor. La urma urmei, tranzistoarele cu densitate mai mare și tehnologia de ambalare 3D în viitor vor face căldura cipului de la plan la tridimensional, ceea ce nu numai că va face căldura mai concentrată, dar și stivuirea pe mai multe straturi va face transferul de căldură mai dificil. În fața problemelor de disipare a căldurii din ce în ce mai concentrate, răcirea cu apă a cipurilor și schema de disipare a căldurii pot fi o modalitate bună de a rezolva problema problemelor termice a cipurilor.