aplicações do sistema de resfriamento integrado no resfriamento da CPU
Sejam data centers, supercomputadores ou laptops: a grande quantidade de calor gerada por chips e outros componentes semicondutores é um dos maiores problemas dos produtos eletrônicos modernos. Por um lado, limita o desempenho e a densidade estrutural dos componentes. Por outro lado, o próprio processo de resfriamento consome muita energia, que é usada para resfriar ventiladores ou bombas de resfriamento líquido.
Para resolver esse problema, os cientistas estudam maneiras de melhorar a eficiência da transferência de calor do chip para o refrigerante. Por exemplo, um metal com melhor condutividade térmica é usado como superfície de contato entre o sistema de resfriamento e o chip. No entanto, a eficiência de todos os métodos no passado não é muito alta e, com a melhoria da eficiência de dissipação de calor, a complexidade e o custo de fabricação do sistema de dissipação de calor também aumentam exponencialmente.
Agora, pesquisadores suíços finalmente encontraram uma maneira melhor de inventar um chip que não precisa de refrigeração externa. Os microtúbulos integrados no semicondutor trarão o líquido de resfriamento diretamente ao redor do transistor, o que não apenas melhora muito o efeito de dissipação de calor do chip, mas também economiza energia e torna os futuros produtos eletrônicos mais ecológicos. A produção deste resfriamento integrado é mais barata que o processo anterior.
O princípio desta solução é que, em vez de resfriar do lado de fora do chip, o chip é resfriado diretamente no interior. O refrigerante flui através dos microtúbulos integrados no material semicondutor por baixo, o que significa que o calor gerado pelo transistor como fonte de calor será dissipado diretamente. O microcanal está em contato direto com os transistores no chip, o que estabelece uma melhor conexão entre a fonte de calor e o canal de resfriamento. Os ramos tridimensionais do canal de refrigeração também contribuem para a distribuição do refrigerante e reduzem a pressão necessária para a circulação do refrigerante.
O teste preliminar do sistema de refrigeração mostra que ele pode dissipar mais de 1,7 kW de calor por centímetro quadrado e apenas 0,57 watts de potência da bomba por centímetro quadrado. Isso é significativamente menor do que a energia necessária para canais de resfriamento de gravação externa. “A capacidade de resfriamento observada excede um quilowatt por centímetro quadrado, o que equivale a uma melhoria de 50 vezes na eficiência em relação à dissipação de calor externa”, disseram os pesquisadores.
O resfriamento de microchip integrado tem outra vantagem: é mais barato que a unidade de resfriamento adicionada externamente. Como os circuitos de microcanal e chip de resfriamento podem ser introduzidos diretamente em semicondutores na produção, o custo de fabricação é menor. Este microchip refrigerado internamente tornará os futuros produtos eletrônicos mais compactos e com economia de energia.
