Tepelný roztok chlazení kapalinou čipu
Zvyšující se hustota tranzistorů snižuje spotřebu energie čipu, ale vysoká hustota tranzistorů způsobí, že teplo bude koncentrovanější a problém rozptylu tepla nelze ignorovat. Odvod tepla vysoce výkonných čipů vždy sužoval každého, včetně podniků. Kromě tradiční kombinace vzduchového chlazení a klimatizace je velmi účinnou volbou také kapalinové chlazení. Obrovskou spotřebu energie však přinese klimatizace a chlazení vzduchem. Společnost Microsoft se rozhodla umístit server datového centra do moře, aby zlepšila účinnost odvodu tepla.
Obtížnost instalace kapalinového chlazení na čip spočívá v integraci kapalinového kanálu přímo do konstrukce čipu. Výzkumníci věří, že budoucím řešením je nechat vodu proudit mezi sendvičovými okruhy. I když to zní jednoduše, v praxi je to velmi obtížně ovladatelné. V současné době je ponoření do nevodivé kapaliny pro odvod tepla velmi užitečné pro čipy využívající technologii stohování, ale použití této technologie v tradičních čipech se stane velmi drahým a bude obtížné dosáhnout sériové výroby.
TSMC navrhlo tři různé křemíkové kanály a provedlo příslušné simulační testy. V první metodě přímého vodního chlazení bude mít voda svůj vlastní cirkulační kanál a bude přímo vyleptána do čipu; Druhým je, že vodní kanál je vyleptán do křemíkové vrstvy na horní straně čipu a vrstva tepelného rozhraní (TIM) z oxu (fúze oxidu křemíku) se používá k přenosu tepla z čipu do vrstvy chlazení vodou; Poslední možností je nahradit vrstvu materiálu tepelného rozhraní jednoduchým a levným tekutým kovem. Z hlediska účinku je nejlepší první způsob a druhý způsob.
Kapalinové chlazení čipů je důležitým směrem k budoucímu řešení odvodu tepla polovodičů. Koneckonců, tranzistory s vyšší hustotou a technologie 3D Packaging Technology v budoucnu způsobí, že se čip bude zahřívat z roviny na trojrozměrný, což nejen zkoncentruje teplo, ale také vícevrstvé stohování ztíží přenos tepla. Tváří v tvář stále koncentrovanějším problémům s odvodem tepla může být chlazení čipu vodou a schéma odvodu tepla dobrým způsobem, jak vyřešit problém s tepelnými problémy čipu.
