chłodzenie cieczą imralne rozwiązanie dla Chipa
Rosnąca gęstość tranzystorów zmniejsza zużycie energii przez chip, ale wysoka gęstość tranzystorów sprawi, że ciepło będzie bardziej skoncentrowane, a problemu rozpraszania ciepła nie można zignorować. Rozpraszanie ciepła przez wysokowydajne chipy zawsze nękało wszystkich, w tym przedsiębiorstwa. Oprócz tradycyjnego połączenia chłodzenia powietrzem i klimatyzacji, chłodzenie cieczą jest również bardzo wydajnym wyborem. Jednak klimatyzacja i chłodzenie powietrzem będą wiązać się z ogromnym zużyciem energii. Microsoft zdecydował się umieścić serwer centrum danych w morzu, aby poprawić efektywność rozpraszania ciepła.
Trudność w instalacji chłodzenia cieczą na chipie polega na zintegrowaniu kanału cieczy bezpośrednio z projektem chipa. Naukowcy uważają, że przyszłym rozwiązaniem jest umożliwienie przepływu wody między obwodami warstwowymi. Choć brzmi to prosto, w praktyce jest bardzo trudne w obsłudze. Obecnie zanurzanie w nieprzewodzącej cieczy w celu odprowadzania ciepła jest bardzo przydatne w przypadku chipów wykorzystujących technologię układania w stosy, ale stosowanie tej technologii w tradycyjnych chipach stanie się bardzo drogie i trudne do osiągnięcia w masowej produkcji.
TSMC zaproponowało trzy różne kanały krzemowe i przeprowadziło odpowiednie testy symulacyjne. W pierwszej metodzie bezpośredniego chłodzenia wodą woda będzie miała własny kanał cyrkulacyjny i zostanie bezpośrednio wytrawiona w chipie; Po drugie, kanał wodny jest wytrawiony w warstwie krzemu na wierzchu chipa, a warstwa materiału termoprzewodzącego (TIM) z wołu (topienie tlenku krzemu) służy do przenoszenia ciepła z chipa do warstwy chłodzącej wodę; Ostatnim jest zastąpienie warstwy materiału termoprzewodzącego prostym i tanim płynnym metalem. Pod względem efektu pierwsza metoda jest najlepsza, a druga metoda jest druga.
Chłodzenie cieczą chipów jest ważnym kierunkiem rozwiązywania problemów rozpraszania ciepła w półprzewodnikach w przyszłości. W końcu tranzystory o większej gęstości i technologia pakowania 3D w przyszłości sprawią, że ciepło chipa zmieni się z płaskiego na trójwymiarowe, co nie tylko sprawi, że ciepło będzie bardziej skoncentrowane, ale także wielowarstwowe układanie w stosy utrudni przenoszenie ciepła. W obliczu coraz bardziej skoncentrowanych problemów z rozpraszaniem ciepła, chłodzenie wodą chipów i schemat rozpraszania ciepła mogą być dobrym sposobem rozwiązania problemu problemów termicznych chipów.
