flytande kylande termisk lösning för Chip

Den ökande transistortätheten minskar strömförbrukningen för chipet, men den höga densiteten hos transistorer kommer att göra värmen mer koncentrerad, och problemet med värmeavledning kan inte ignoreras. Värmeavledningen av högpresterande chips har alltid plågat alla, inklusive företag. Förutom den traditionella kombinationen av luftkylning plus luftkonditionering är flytande kylning också ett mycket effektivt val. Luftkonditionering och luftkylning kommer dock att medföra enorm energiförbrukning. Microsoft valde att lägga datacenterservern i havet för att förbättra effektiviteten i värmeavledning.

Svårigheten med att installera vätskekylning på chipet är att integrera vätskekanalen direkt i chipets design. Forskare tror att den framtida lösningen är att låta vatten rinna mellan sandwichkretsar. Även om det låter enkelt, är det väldigt svårt att använda i praktiken. För närvarande är nedsänkning i icke-ledande vätska för värmeavledning mycket användbar för chips som använder staplingsteknik, men att använda denna teknik i traditionella chips kommer att bli mycket dyrt och svårt att uppnå massproduktion.

TSMC föreslog tre olika kiselkanaler och genomförde relevanta simuleringstester. I den första direkta vattenkylningsmetoden kommer vattnet att ha sin egen cirkulationskanal och etsas direkt in i chipet; Den andra är att vattenkanalen etsas till kiselskiktet på toppen av chipet, och det termiska gränssnittsmaterialet (TIM) skiktet av oxe (kiseloxidfusion) används för att överföra värme från chipet till vattenkylningsskiktet; Den sista är att ersätta det termiska gränssnittsmaterialskiktet med enkel och billig flytande metall. När det gäller effekt är den första metoden den bästa och den andra metoden den andra.

Chip-vätskekylning är en viktig riktning för att lösa halvledarvärmeavledning i framtiden. När allt kommer omkring kommer transistorer med högre densitet och 3D Packaging Technology i framtiden att göra chipet uppvärmt från plan till tredimensionellt, vilket inte bara kommer att göra värmen mer koncentrerad, utan även flerskiktsstapling kommer att försvåra värmeöverföringen. Inför allt mer koncentrerade värmeavledningsproblem kan flisvattenkylning och värmeavledningssystem vara ett bra sätt att lösa problemet med flistermiska problem.