A impressão 3D traz novas oportunidades para resfriamento de chips de IA
Com o desenvolvimento da tendência de miniaturização em dispositivos eletrônicos, o problema de superaquecimento também aumentou. Para enfrentar este desafio, é mais importante do que nunca melhorar o desempenho da dissipação de calor através da melhoria do design do radiador. Especialmente com o rápido desenvolvimento da tecnologia de IA, a questão da dissipação de calor dos chips tem preocupado a indústria. Um chip do tamanho de uma tampa de prego é, na verdade, uma fonte de calor de 300 watts. Mas, na realidade, o chip já está escaldante antes de atingir esse consumo de energia.
A miniaturização e a alta integração dos chips podem levar a um aumento significativo na densidade do fluxo de calor local. A melhoria do poder e da velocidade da computação traz enorme consumo de energia e geração de calor. Um dos principais fatores que restringem o desenvolvimento de chips de alto poder computacional é a sua capacidade de dissipação de calor. Mais de 55% das falhas de chips são causadas pela incapacidade de transferir calor ou pelo aumento da temperatura. Quando o chip está acima de 70 graus, para cada aumento de 10 graus na temperatura, sua confiabilidade diminuirá em 50%.
O papel da tecnologia de impressão 3D no campo da troca de calor tornou-se aparente e também pode desempenhar um papel na solução de problemas de dissipação de calor no nível do chip. A referência da tecnologia de impressão 3D notou que uma empresa chamada ToffeeX usou software autodesenvolvido para projetar um trocador de calor de refrigeração líquida para CPU e o fabricou usando tecnologia de impressão 3D eletroquímica, reduzindo a queda de pressão do dissipador de calor em 60%. O processo de Fabricação Eletroquímica Aditiva (ECAM) criou um milagre na fabricação de cobre puro – atinge um tamanho de voxel de 33 mícrons, que é uma resolução incrível, e pode ser impresso usando materiais de baixo custo à base de água em temperatura ambiente.
Hoje em dia, a indústria de semicondutores depende de placas de resfriamento e outros dispositivos de resfriamento normalmente fabricados através de processos de forjamento ou torneamento. Esses processos limitam-se à produção de aletas regulares, que só podem ser feitas em uma direção, e são limitados na forma geométrica que pode preencher essas feições. A manufatura aditiva por deposição eletroquímica (ECAM) é uma tecnologia de impressão 3D de metal completamente diferente que pode produzir peças de alta qualidade com excelente resolução de recursos e economia, e pode alcançar produção escalonável em grande escala em alta resolução.
Mas, além dos desafios de fabricação, a área de superfície e a capacidade de resfriamento disponível dos equipamentos de gerenciamento térmico fabricados de forma tradicional também são limitadas. A impressão 3D não apenas fornece uma maneira de aumentar a área de superfície e a rugosidade para melhor dissipação de calor, mas também fornece um caminho para a fabricação de placas e trocadores de calor complexos resfriados a líquido, melhorando significativamente o desempenho.
