3D-utskrift ger nya möjligheter för AI-chipkylning
Med utvecklingen av miniatyriseringstrenden i elektroniska enheter har problemet med överhettning också ökat. För att möta denna utmaning är det viktigare än någonsin att förbättra värmeavledningsprestanda genom att förbättra radiatordesignen. Speciellt med den snabba utvecklingen av AI-teknik har frågan om värmeavledning av spån oroat branschen. Ett chip av storleken på ett spiklock är faktiskt en 300 watts värmekälla. Men i verkligheten är chipet redan brännhett innan det når denna strömförbrukning.
Miniatyriseringen och den höga integrationen av flis kan leda till en betydande ökning av lokal värmeflödestäthet. Förbättringen av datorkraft och hastighet medför enorm strömförbrukning och värmegenerering. En av de viktigaste faktorerna som begränsar utvecklingen av chips med hög beräkningskraft är deras värmeavledningsförmåga. Mer än 55 % av spånfel orsakas av oförmåga att överföra värme eller av stigande temperaturer. När chipet är över 70 grader, för varje 10 graders ökning av temperaturen, kommer dess tillförlitlighet att minska med 50%.
Rollen för 3D-utskriftsteknik inom området värmeväxling har blivit uppenbar, och den kan också spela en roll för att ta itu med problem med värmeavledning på chipnivå. Referensen till 3D-utskriftsteknik märkte att ett företag vid namn ToffeeX använde egenutvecklad programvara för att designa en CPU-vätskekylningsvärmeväxlare och tillverkade den med elektrokemisk 3D-utskriftsteknik, vilket minskade tryckfallet i kylflänsen med 60 %. Processen Electrochemical Additive Manufacturing (ECAM) har skapat ett mirakel i ren koppartillverkning - den uppnår en voxelstorlek på 33 mikron, vilket är en otrolig upplösning, och kan skrivas ut med lågkostnadsvattenbaserade material vid rumstemperatur.
Numera förlitar sig halvledarindustrin på kylplattor och andra kylanordningar som vanligtvis tillverkas genom smide eller svarvningsprocesser. Dessa processer är begränsade till att producera vanliga fenor, som bara kan göras i en riktning, och är begränsade i den geometriska formen som kan fylla dessa egenskaper. Electrochemical deposition additive manufacturing (ECAM) är en helt annan metall 3D-utskriftsteknik som kan producera högkvalitativa delar med utmärkt funktionsupplösning och ekonomi, och kan uppnå skalbar storskalig produktion med hög upplösning.
Men förutom tillverkningsutmaningar är även ytan och den tillgängliga kylkapaciteten hos värmeledningsutrustning tillverkad på traditionellt sätt begränsad. 3D-utskrift ger inte bara ett sätt att öka ytarea och grovhet för bättre värmeavledning, utan ger också en väg för tillverkning av komplexa vätskekylda plattor och värmeväxlare, vilket avsevärt förbättrar prestandan.
