solução termal de resfriamento líquido para chip
O aumento da densidade do transistor reduz o consumo de energia do chip, mas a alta densidade dos transistores tornará o calor mais concentrado e o problema da dissipação de calor não pode ser ignorado. A dissipação de calor dos chips de alto desempenho sempre incomodou a todos, inclusive as empresas. Além da tradicional combinação de resfriamento a ar e ar condicionado, o resfriamento líquido também é uma escolha muito eficiente. No entanto, o ar condicionado e o resfriamento do ar trarão um enorme consumo de energia. A Microsoft optou por colocar o servidor do data center no mar para melhorar a eficiência da dissipação de calor.
A dificuldade de instalar refrigeração líquida no chip é integrar o canal de líquido diretamente no design do chip. Os pesquisadores acreditam que a solução futura é deixar a água fluir entre os circuitos sanduíche. Embora pareça simples, é muito difícil de operar na prática. Atualmente, a imersão em líquido não condutor para dissipação de calor é muito útil para chips que usam a tecnologia de empilhamento, mas o uso dessa tecnologia em chips tradicionais se tornará muito caro e difícil de alcançar a produção em massa.
O TSMC propôs três canais de silício diferentes e realizou testes de simulação relevantes. No primeiro método de resfriamento direto a água, a água terá seu próprio canal de circulação e será gravada diretamente no chip; A segunda é que o canal de água é gravado na camada de silício na parte superior do chip, e a camada de material de interface térmica (TIM) de ox (fusão de óxido de silício) é usada para transferir calor do chip para a camada de resfriamento de água; A última é substituir a camada de material de interface térmica por metal líquido simples e barato. Em termos de efeito, o primeiro método é o melhor e o segundo método é o segundo.
O resfriamento líquido do chip é uma direção importante para resolver a dissipação de calor do semicondutor no futuro. Afinal, transistores de maior densidade e tecnologia de embalagem 3D no futuro tornarão o calor do chip de plano para tridimensional, o que não apenas tornará o calor mais concentrado, mas também o empilhamento de várias camadas tornará a transferência de calor mais difícil. Diante de problemas de dissipação de calor cada vez mais concentrados, o esquema de resfriamento de água e dissipação de calor do chip pode ser uma boa maneira de resolver o problema de problemas térmicos do chip.
