Teknologi penyejukan mikrocip bersepadu

Sama ada pusat data, superkomputer atau komputer riba: jumlah haba yang besar yang dijana oleh cip dan komponen semikonduktor lain adalah salah satu masalah terbesar produk elektronik moden. Di satu pihak, ia mengehadkan prestasi dan ketumpatan struktur komponen. Sebaliknya, proses penyejukan itu sendiri menggunakan banyak tenaga, yang digunakan untuk kipas penyejuk atau pam penyejuk cecair.

Untuk menyelesaikan masalah ini, saintis telah mengkaji cara untuk meningkatkan kecekapan pemindahan haba dari cip ke penyejuk. Sebagai contoh, logam dengan kekonduksian terma yang lebih baik digunakan sebagai permukaan sentuhan antara sistem penyejukan dan cip. Walau bagaimanapun, kecekapan semua kaedah pada masa lalu tidak begitu tinggi, dan dengan peningkatan kecekapan pelesapan haba, kerumitan dan kos pembuatan sistem pelesapan haba juga meningkat secara eksponen.

Kini, penyelidik Switzerland akhirnya menemui cara yang lebih baik untuk mencipta cip yang tidak memerlukan penyejukan luaran. Mikrotubul yang disepadukan dalam semikonduktor akan membawa cecair penyejuk terus ke sekeliling transistor, yang bukan sahaja meningkatkan kesan pelesapan haba cip, tetapi juga menjimatkan tenaga dan menjadikan produk elektronik masa depan lebih mesra alam. Pengeluaran penyejukan bersepadu ini lebih murah daripada proses sebelumnya.

Prinsip penyelesaian ini ialah bukannya menyejukkan dari luar cip, cip itu disejukkan terus ke dalam. Bahan penyejuk mengalir melalui mikrotubul yang disepadukan dalam bahan semikonduktor dari bawah, yang bermaksud bahawa haba yang dihasilkan oleh transistor sebagai sumber haba akan dilesapkan secara langsung. Saluran mikro berada dalam hubungan langsung dengan transistor dalam cip, yang mewujudkan sambungan yang lebih baik antara sumber haba dan saluran penyejukan. Cawangan tiga dimensi saluran penyejuk juga menyumbang kepada pengagihan penyejuk dan mengurangkan tekanan yang diperlukan untuk peredaran penyejuk.

Ujian awal sistem penyejukan menunjukkan bahawa ia boleh menghilangkan lebih daripada 1.7 kW haba setiap sentimeter persegi, dan hanya 0.57 watt kuasa pam setiap sentimeter persegi. Ini jauh lebih rendah daripada kuasa yang diperlukan untuk saluran penyejukan etsa luaran. "Kapasiti penyejukan yang diperhatikan melebihi satu kilowatt setiap sentimeter persegi, yang bersamaan dengan peningkatan kecekapan 50 kali ganda berbanding pelesapan haba luaran," kata penyelidik.

Penyejukan mikrocip Bersepadu mempunyai kelebihan lain: ia lebih murah daripada unit penyejukan yang ditambah secara luaran. Oleh kerana saluran mikro penyejuk dan litar cip boleh terus diperkenalkan ke dalam semikonduktor dalam pengeluaran, kos pembuatan lebih rendah. Cip mikro yang disejukkan secara dalaman ini akan menjadikan produk elektronik masa depan lebih padat dan menjimatkan tenaga.