La stampa 3D offre nuove opportunità per il raffreddamento dei chip AI
Con lo sviluppo della tendenza alla miniaturizzazione dei dispositivi elettronici, è aumentato anche il problema del surriscaldamento. Per affrontare questa sfida, è più importante che mai migliorare le prestazioni di dissipazione del calore migliorando il design del radiatore. Soprattutto con il rapido sviluppo della tecnologia AI, il problema della dissipazione del calore dei chip ha preoccupato il settore. Un chip delle dimensioni di una calotta per unghie è in realtà una fonte di calore da 300 watt. Ma in realtà il chip è già rovente prima di raggiungere questo consumo energetico.
La miniaturizzazione e l’elevata integrazione dei chip possono portare ad un aumento significativo della densità del flusso di calore locale. Il miglioramento della potenza e della velocità di calcolo comporta un enorme consumo di energia e generazione di calore. Uno dei principali fattori che limitano lo sviluppo di chip ad alta potenza di calcolo è la loro capacità di dissipazione del calore. Oltre il 55% dei guasti dei chip è causato dall'incapacità di trasferire il calore o dall'aumento della temperatura. Quando la temperatura del chip è superiore a 70 gradi, per ogni aumento di 10 gradi della temperatura, la sua affidabilità diminuirà del 50%.
Il ruolo della tecnologia di stampa 3D nel campo dello scambio termico è diventato evidente e può anche svolgere un ruolo nell’affrontare i problemi di dissipazione del calore a livello di chip. Il riferimento alla tecnologia di stampa 3D ha notato che una società denominata ToffeeX ha utilizzato un software sviluppato internamente per progettare uno scambiatore di calore per il raffreddamento a liquido della CPU e lo ha prodotto utilizzando la tecnologia di stampa 3D elettrochimica, riducendo la caduta di pressione del dissipatore di calore del 60%. Il processo di produzione additiva elettrochimica (ECAM) ha creato un miracolo nella produzione di rame puro: raggiunge una dimensione voxel di 33 micron, che è una risoluzione incredibile, e può essere stampato utilizzando materiali a base acqua a basso costo a temperatura ambiente.
Al giorno d'oggi, l'industria dei semiconduttori fa affidamento su piastre di raffreddamento e altri dispositivi di raffreddamento generalmente prodotti tramite processi di forgiatura o tornitura. Questi processi si limitano alla produzione di alette regolari, che possono essere realizzate solo in una direzione, e sono limitati nella forma geometrica che può riempire queste caratteristiche. La produzione additiva a deposizione elettrochimica (ECAM) è una tecnologia di stampa 3D in metallo completamente diversa in grado di produrre parti di alta qualità con eccellente risoluzione ed economia delle caratteristiche e può ottenere una produzione scalabile su larga scala ad alta risoluzione.
Ma oltre alle sfide legate alla produzione, anche la superficie e la capacità di raffreddamento disponibile delle apparecchiature di gestione termica prodotte in modo tradizionale sono limitate. La stampa 3D non solo fornisce un modo per aumentare la superficie e la ruvidità per una migliore dissipazione del calore, ma fornisce anche un percorso per la produzione di piastre e scambiatori di calore raffreddati a liquido complessi, migliorando significativamente le prestazioni.
