Termički izazov čipa
Snaga koju troše poluvodiči stvara toplinu, koja se mora ukloniti iz opreme, ali kako to efikasno postići je sve izazovniji zadatak. Kako se gustoća tranzistora povećava, to postaje teže.
Sami materijali i dizajn imaju potencijal za poboljšanje, jer mogu odnijeti više topline kroz vođenje opreme za rasipanje topline. Izazov je u tome što ako ne koristimo velike servere, termalni prostor oko ovih uređaja je vrlo mali. Morate razmotriti poboljšanje materijala, inteligentno korištenje termalnog prostora oko čipova, ambalaže ili PCB-a. Ono što zaista želite je poboljšati provodljivost i brzinu prijenosa topline.
Toplota može izaći kroz vrh pakovanja, a zatim ući u hladnjak, ili se izvoziti kroz dno i povezanu PCB. Kada je prostor ograničen, stvari postaju još teže. Ovisno o specifičnom dizajnu, ovaj cilj se može postići na različite načine. Na primjer, u pametnim telefonima, upotreba visoko provodljivih filmova poput grafitnih ili grafenskih filmova je vrlo česta zbog najmanje zapremine sistema i efektivnog odvođenja topline. U oblasti infrastrukture, korištenjem aktivnih i pasivnih 3D ploča za namakanje može se postići rad u rasponu od nekoliko stotina vati.
Na jednom čipu vršimo verifikaciju vremena i snage na nivou netlist. U kontekstu 3D-IC, ovo može postati nepraktično, pa karakteristike otpornosti čipova kroz termalne modele, kako bi se razumio svaki geometrijski detalj prisutan u čipu. Na kraju krajeva, kombinuje dizajn i pakovanje, a neki modeli čipova se generišu na ovaj način.
Mnogi čipovi se suočavaju s termičkim barijerama, a rješavanje ovog problema nije lako. Možemo dizajnirati i proizvoditi nevjerovatne čipove, ali će se istopiti. Ovo nije proizvodno ograničenje, niti je ograničenje dizajna. Ovo je fizičko ograničenje i ne možemo emitovati više toplote. Iako se jedinstvena rješenja mogu koristiti u određenim aplikacijama, većina tržišta mora pronaći načine da učini više s manje resursa, što znači više funkcionalnosti po vatu. Troškovi povezani s ovim su mnogo veći od prethodnih rješenja.
