soluzione termica di raffreddamento a liquido per Chip
L'aumento della densità dei transistor riduce il consumo energetico del chip, ma l'elevata densità dei transistor renderà il calore più concentrato e il problema della dissipazione del calore non può essere ignorato. La dissipazione del calore dei chip ad alte prestazioni ha sempre afflitto tutti, comprese le aziende. Oltre alla tradizionale combinazione di raffreddamento ad aria più aria condizionata, anche il raffreddamento a liquido è una scelta molto efficiente. Tuttavia, l'aria condizionata e il raffreddamento dell'aria comporteranno un enorme consumo di energia. Microsoft ha scelto di mettere in mare il server del data center per migliorare l'efficienza della dissipazione del calore.
La difficoltà di installare il raffreddamento a liquido sul chip è integrare il canale del liquido direttamente nel design del chip. I ricercatori ritengono che la soluzione futura sia far scorrere l'acqua tra i circuiti sandwich. Sebbene sembri semplice, è molto difficile da utilizzare nella pratica. Allo stato attuale, l'immersione in un liquido non conduttivo per la dissipazione del calore è molto utile per i chip che utilizzano la tecnologia di impilamento, ma l'utilizzo di questa tecnologia nei chip tradizionali diventerà molto costoso e difficile da realizzare nella produzione di massa.
Il TSMC ha proposto tre diversi canali di silicio e ha condotto test di simulazione pertinenti. Nel primo metodo di raffreddamento ad acqua diretto, l'acqua avrà il proprio canale di circolazione e sarà direttamente incisa nel chip; Il secondo è che il canale dell'acqua è inciso sullo strato di silicio sulla parte superiore del chip e lo strato di materiale di interfaccia termica (TIM) di bue (fusione di ossido di silicio) viene utilizzato per trasferire il calore dal chip allo strato di raffreddamento ad acqua; L'ultimo è quello di sostituire lo strato di materiale dell'interfaccia termica con metallo liquido semplice ed economico. In termini di effetto, il primo metodo è il migliore e il secondo metodo è il secondo.
Il raffreddamento a liquido del chip è una direzione importante per risolvere la dissipazione del calore dei semiconduttori in futuro. Dopotutto, i transistor a densità più elevata e la tecnologia di imballaggio 3D in futuro trasformeranno il calore del chip da piano a tridimensionale, il che non solo renderà il calore più concentrato, ma anche l'impilamento multistrato renderà più difficile il trasferimento di calore. Di fronte a problemi di dissipazione del calore sempre più concentrati, il raffreddamento ad acqua del chip e lo schema di dissipazione del calore possono essere un buon modo per risolvere il problema dei problemi termici del chip.
