Integrisana tehnologija hlađenja mikročipom
Bilo da se radi o podatkovnim centrima, superkompjuterima ili prijenosnim računalima: velika količina topline koju stvaraju čipovi i druge poluvodičke komponente jedan je od najvećih problema modernih elektronskih proizvoda. S jedne strane, ograničava performanse i strukturnu gustoću komponenti. S druge strane, sam proces hlađenja troši dosta energije koja se koristi za hlađenje ventilatora ili pumpi za hlađenje tekućine.
Kako bi riješili ovaj problem, naučnici su proučavali načine za poboljšanje efikasnosti prijenosa topline sa čipa na rashladnu tekućinu. Na primjer, metal s boljom toplotnom provodljivošću koristi se kao kontaktna površina između rashladnog sistema i čipa. Međutim, efikasnost svih metoda u prošlosti nije visoka, a sa poboljšanjem efikasnosti odvođenja toplote, složenost i troškovi proizvodnje sistema za odvođenje toplote takođe rastu eksponencijalno.
Sada su švicarski istraživači konačno pronašli bolji način da izmisle čip kojem nije potrebno vanjsko hlađenje. Mikrotubule integrirane u poluvodič dovest će rashladnu tekućinu direktno oko tranzistora, što ne samo da uvelike poboljšava učinak rasipanje topline čipa, već i štedi energiju i čini buduće elektronske proizvode ekološki prihvatljivijim. Proizvodnja ovog integrisanog hlađenja je jeftinija od prethodnog procesa.
Princip ovog rješenja je da umjesto hlađenja sa vanjske strane čipa, čip se hladi direktno iznutra. Rashladna tečnost teče kroz mikrotubule integrisane u poluprovodnički materijal odozdo, što znači da će se toplota koju generiše tranzistor kao izvor toplote direktno disipirati. Mikrokanal je u direktnom kontaktu sa tranzistorima u čipu, čime se uspostavlja bolja veza između izvora toplote i kanala za hlađenje. Trodimenzionalne grane kanala za hlađenje takođe doprinose distribuciji rashladne tečnosti i smanjuju pritisak potreban za cirkulaciju rashladne tečnosti.
Preliminarni test sistema za hlađenje pokazuje da može da odvede više od 1,7 kW toplote po kvadratnom centimetru, a samo 0,57 vati snage pumpe po kvadratnom centimetru. Ovo je znatno manje od snage potrebne za eksterne kanale za hlađenje za nagrizanje. "Uočeni kapacitet hlađenja premašuje jedan kilovat po kvadratnom centimetru, što je ekvivalentno 50 puta poboljšanju efikasnosti u odnosu na vanjsko rasipanje topline", rekli su istraživači.
Integrisano hlađenje mikročipom ima još jednu prednost: jeftinije je od rashladne jedinice koja se dodaje spolja. Budući da se mikrokanalni i čipovi za hlađenje mogu direktno uvesti u poluvodiče u proizvodnji, troškovi proizvodnje su niži. Ovaj interno hlađeni mikročip će buduće elektronske proizvode učiniti kompaktnijim i štedljivijim.
