Integrēta mikročipu dzesēšanas tehnoloģija
Neatkarīgi no tā, vai tie ir datu centri, superdatori vai klēpjdatori: lielais siltuma daudzums, ko rada mikroshēmas un citi pusvadītāju komponenti, ir viena no lielākajām mūsdienu elektronisko produktu problēmām. No vienas puses, tas ierobežo komponentu veiktspēju un strukturālo blīvumu. Savukārt pats dzesēšanas process patērē daudz enerģijas, ko izmanto dzesēšanas ventilatoriem vai šķidruma dzesēšanas sūkņiem.
Lai atrisinātu šo problēmu, zinātnieki ir pētījuši veidus, kā uzlabot siltuma pārneses efektivitāti no mikroshēmas uz dzesēšanas šķidrumu. Piemēram, metāls ar labāku siltumvadītspēju tiek izmantots kā kontaktvirsma starp dzesēšanas sistēmu un mikroshēmu. Tomēr visu metožu efektivitāte pagātnē nav ļoti augsta, un, uzlabojot siltuma izkliedes efektivitāti, arī siltuma izkliedes sistēmas sarežģītība un ražošanas izmaksas pieaug eksponenciāli.
Tagad Šveices pētnieki beidzot ir atraduši labāku veidu, kā izgudrot mikroshēmu, kurai nav nepieciešama ārēja dzesēšana. Pusvadītājā integrētās mikrocaurules novedīs dzesēšanas šķidrumu tieši ap tranzistoru, kas ne tikai ievērojami uzlabo mikroshēmas siltuma izkliedes efektu, bet arī ietaupa enerģiju un padara nākotnes elektroniskos izstrādājumus videi draudzīgākus. Šīs integrētās dzesēšanas ražošana ir lētāka nekā iepriekšējais process.
Šī risinājuma princips ir tāds, ka tā vietā, lai atdzesētu no mikroshēmas ārpuses, mikroshēma tiek atdzesēta tieši iekšpusē. Dzesēšanas šķidrums plūst cauri pusvadītāja materiālā integrētajām mikrotubulām no apakšas, kas nozīmē, ka tranzistora kā siltuma avota radītais siltums tiks tieši izkliedēts. Mikrokanāls ir tiešā saskarē ar tranzistoriem mikroshēmā, kas nodrošina labāku savienojumu starp siltuma avotu un dzesēšanas kanālu. Dzesēšanas kanāla trīsdimensiju atzari arī veicina dzesēšanas šķidruma sadali un samazina dzesēšanas šķidruma cirkulācijai nepieciešamo spiedienu.
Dzesēšanas sistēmas sākotnējā pārbaude liecina, ka tā spēj izkliedēt vairāk nekā 1,7 kW siltuma uz kvadrātcentimetru un tikai 0,57 vati sūkņa jaudas uz kvadrātcentimetru. Tas ir ievērojami mazāks par jaudu, kas nepieciešama ārējiem kodināšanas dzesēšanas kanāliem. "Novērotā dzesēšanas jauda pārsniedz vienu kilovatu uz kvadrātcentimetru, kas ir līdzvērtīgs 50 reižu efektivitātes uzlabojumam salīdzinājumā ar ārējo siltuma izkliedi," sacīja pētnieki.
Integrētajai mikroshēmas dzesēšanai ir vēl viena priekšrocība: tā ir lētāka nekā ārēji pievienotā dzesēšanas iekārta. Tā kā dzesēšanas mikro kanālu un mikroshēmu shēmas var tieši ievadīt pusvadītājos ražošanā, ražošanas izmaksas ir zemākas. Šī iekšēji dzesētā mikroshēma padarīs nākotnes elektroniskos izstrādājumus kompaktākus un energotaupīgākus.
