Транзисторно-интегрированное охлаждение для более мощного чипа

Управление теплоотводом в электронике является огромной проблемой, особенно при постоянном стремлении уменьшить размер и упаковать как можно больше транзисторов в один и тот же чип.

Вся проблема заключается в том, как эффективно управлять такими высокими тепловыми потоками. Обычно электронные технологии, разработанные инженерами-электриками, и системы охлаждения, разработанные инженерами-механиками, выполняются независимо и отдельно. 

Охлаждение для электроники - это одна из главных задач

• Лучшее из обоих миров
• Снижение энергопотребления

Но теперь исследователи EPFL незаметно произвели революцию в этом процессе, объединив эти два этапа проектирования в один: Они разработали интегрированную технологию микрожидкостного охлаждения вместе с электроникой, которая может эффективно управлять большими тепловыми потоками, генерируемыми транзисторами.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Их исследования, опубликованные в журнале Nature, приведут к созданию еще более компактных электронных устройств и позволят интегрировать силовые преобразователи с несколькими высоковольтными устройствами в один чип.

Лучшее из обоих миров

В этом проекте, финансируемом ERC, профессор Элисон Матиоли, его докторант Ремко Ван Эрп и их команда из Исследовательской лаборатории энергетики и широкополосной электроники Школы инженерии (POWERLAB) начали работать над тем, чтобы добиться реальных изменений в проектировании электронных устройств, с самого начала задумываясь об электронике и охлаждении. Группа стремилась извлечь тепло в непосредственной близости от областей, которые больше всего нагреваются в устройстве. "Мы хотели объединить навыки в области электротехники и машиностроения, чтобы создать новый тип устройства", - говорит Ван Эрп.

Команда искала решение вопроса, как охладить электронные устройства, и особенно транзисторы. "Управление теплом, вырабатываемым этими устройствами, является одной из самых больших задач в электронике", - говорит Элисон Матиоли. "Все более важным становится минимизация воздействия на окружающую среду, поэтому нам нужны инновационные технологии охлаждения, способные эффективно обрабатывать большое количество вырабатываемого тепла экологически рациональным и экономически эффективным способом".

Их технология основана на интеграции микрожидкостных каналов внутри полупроводникового чипа, вместе с электроникой, таким образом, охлаждающая жидкость течет внутри электронного чипа. "Мы разместили микрожидкостные каналы очень близко к горячим точкам транзистора, с помощью простого и интегрированного процесса изготовления, чтобы мы могли извлечь тепло в нужном месте и предотвратить его распространение по всему устройству", - говорит Матиоли. Охлаждающая жидкость, которую они использовали, была деионизированной водой, которая не проводит электричество. "Мы выбрали эту жидкость для наших экспериментов, но мы уже тестируем другие, более эффективные жидкости, чтобы мы могли извлечь еще больше тепла из транзистора", - говорит Ван Эрп.

Снижение энергопотребления

"Эта технология охлаждения позволит нам сделать электронные устройства еще более компактными и может значительно снизить потребление энергии во всем мире", - говорит Матиоли. "Мы избавились от необходимости использования больше внешних радиаторов и показали, что можно создавать сверхкомпактные силовые преобразователи в одном чипе". Это окажется полезным, так как общество все больше полагается на электронику". Сейчас исследователи изучают, как управлять теплом в других устройствах, таких как лазеры и системы связи. опубликовано econet.ru по материалам techxplore.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet