芯片降溫:一個微米級的芯片淋浴頭為芯片降溫
未來,芯片可以在其包裝內部安裝的小型噴頭下保持冷卻,直接將水噴灑到集成電路表面。隨著芯片中連接越來越多晶體管的導線越來越細,越來越密切以提高性能,沖洗過程可以防止芯片自行分開。
半導體研究人員最近推出了一種潛在的冷卻系統,以滿足高性能電子設備日益增長的需求,這些設備越來越多地處理人工智能等復雜任務。這些任務已經使公司開始研究三維芯片,這些芯片將存儲器,處理器和其他電路連接起來,以解決分立芯片的局限性。
沖擊式冷卻器被設計成集成到纏繞在這些芯片周圍的包裝中,這些芯片帶有可能限制性能的持久散熱問題。研究人員使用3D打印技術制造出聚合物體系。這使得研究人員能夠一次完成這個系統,從而降低生產成本和時間。
研究人員表示,其系統將冷卻液均勻分布在集成電路表面。系統內部的小型噴嘴可以定制尺寸大約300μm(大約是人發的兩倍寬度),以匹配芯片的特定熱圖和復雜的包裝內部結構,確保熱點不會形成。
噴嘴將液體噴射到半導體芯片表面和冷卻系統之間的小空間內,冷卻系統使用單獨的管道從包裝中排出加熱的冷卻液。 研究人員說,傳統的冷卻系統使用附著在基板底部的散熱器,但是將它們粘合在一起的熱材料具有固定的耐熱性,這很難避免。
微小的灌溉渠道也可以蝕刻到基板的背面,充滿冷卻劑,吸收熱量,因為它流過熱點。但是這種技術會讓半導體的某些部分比其他部分更熱。像這樣的冷卻系統也可以用硅來制造,但是基于半導體封裝來定制它們可能是昂貴的。
“我們新的沖擊芯片冷卻器實際上是一種3D打印的”噴頭“,可將冷卻液體直接噴射到裸芯片上,”一位高級半導體研究工程師在一份聲明中強調熱管理。 “3D原型制造的分辨率得到了提高,使其可用于實現微流控系統,如我們的芯片冷卻器。”
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