Grande avanço na tecnologia de resfriamento de chips: cientistas melhoram o desempenho do sistema de resfriamento em 50 vezes

Você pode ter percebido que quando o seu celular está executando um jogo grande ou o seu computador está executando um software de edição de vídeo, eles podem estar muito quentes, o jogo pode travar e o software de edição de vídeo não responder. Todas essas razões estão mais ou menos relacionadas ao desempenho de dissipação de calor de circuitos eletrônicos em equipamentos eletrônicos.

Hoje em dia, o gerenciamento térmico se tornou um dos principais desafios que os produtos eletrônicos enfrentam no futuro. Com a melhoria contínua da geração de dados e velocidade de comunicação, bem como a redução contínua do tamanho e custo dos dispositivos industriais, a densidade de potência dos produtos eletrônicos tem aumentado, e o resfriamento dos circuitos eletrônicos tornou-se muito desafiador.

No momento, como o desempenho de dissipação de calor do resfriamento a líquido é muito melhor do que o do radiador metálico de resfriamento a ar, a tecnologia de dissipação de calor líquido é gradualmente aplicada a dispositivos de alta potência ou chips de computação de alto desempenho. No entanto, este líquido deve ser um isolante e não pode ter qualquer reação química com componentes eletrônicos. Além disso, embora o sistema de resfriamento a líquido possa ser usado para resfriar dispositivos eletrônicos, o resfriador de líquido tradicional pode produzir problemas como gradiente de temperatura e alto consumo de energia.

Incorporar o sistema de resfriamento a líquido no microchip é um método atraente, mas o design atual do chip e do sistema de resfriamento limita a eficiência do sistema de resfriamento. O calor gerado pelos produtos eletrônicos é controlado pela incorporação do sistema de resfriamento a líquido diretamente no chip eletrônico. Comparado com o método de resfriamento eletrônico tradicional, o desempenho de resfriamento desse método pode chegar a 50 vezes do projeto tradicional. É um método promissor, sustentável e de baixo custo.

Os pesquisadores disseram que, ao eliminar a necessidade de grandes radiadores externos, esse método pode integrar dispositivos eletrônicos mais compactos (como conversores de energia) em um chip. Quando o sistema opera, a temperatura só aumenta cerca de 1/3 ℃ para cada watt da produção de eletricidade. Como sua resistência ao calor foi aprimorada para 60 ℃, o que significa que o equipamento pode absorver 176 watts de energia e o fluxo de água necessário é inferior a 1 ml por segundo.

Os pesquisadores afirmam que, atualmente, cerca de 30% da energia do data center é usada para resfriamento e cerca de 100 bilhões de litros de água são usados ​​todos os anos. Se este projeto for adotado, espera-se que a energia necessária para o resfriamento seja reduzida para menos de 1% do valor atual.

Na verdade, ainda estamos muito longe dessa meta. No entanto, os pesquisadores deram um grande passo no desenvolvimento de sistemas eletrônicos de resfriamento de energia de baixo custo, ultracompactos e com baixo consumo de energia. Seus métodos são superiores à tecnologia de resfriamento de última geração e podem fazer com que os equipamentos que geram alto fluxo de calor façam parte de nossa vida diária.

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