EN
Viimeisimmät innovaatiot kolmiulotteisten integroitujen piirien pystysuorassa pinottavuudessa ovat aiheuttaneet vakavia lämmönpoiston haasteita kolmiulotteisissa integroituissa piireissä. Perinteiset ilman- tai nestejäähdytysmenetelmät eivät riitä. Mikrovirtausjäähdytys integroi pienikokoisia jäähdytyskanavia piilikonin välilevyihin tai pakkausalustoihin, mikä mahdollistaa jäähdytyksen toimivan hyvin lähellä toimivia transistoriita. Tämä parantaa lämmönvastusta noin 40 % verran verrattuna perinteisiin lämpöpohjiin. Suutinjäähdytys on vielä äärimmäisempi menetelmä. Tämä tekniikka perustuu periaatteeseen, jossa lämpö siirretään nopeasti liikkuvien nestevirtausten avulla suoraan piirin yksittäisiin kuumiin kohtiin, erityisesti tiukkoon logiikka- tai tulo/lähtöpiiriin. Tällä tekniikalla voidaan poistaa lämpöä yli 300 watin per neliösenttimetri. Kun kyseisiä jäähdytysmenetelmiä sovelletaan monimutkaisimpiin 2,5D- ja 3D-piiripakkausratkaisuihin, ne lieventävät lämpötilasta johtuvien mekaanisten kuormitusten vaikutusta ja estävät kerrosten irtoamisen uusimmissa pakkaustekniikoissa, kuten fan-out- ja hybridiliitostekniikoissa.
Kaksivaiheinen nestemäinen jäähdytys mahdollistaa yli 500 W/cm²:n lämpövirtojen hajottamisen.
Jäähdytysneste Novec 649 tai FC-72 muuttuu höyryksi kuumien pintojen kanssa kosketuksissa olessaan. Tämän jäähdytysnesteen erinomainen lämmönabsorptiokyky ylittää yksivaiheisten jäähdytysmenetelmien absorptiokyvyn. Tämä jäähdytysmenetelmä on todettu parhaaksi lämpövirtojen käsittelyyn, kun lämpövirta ylittää 500 W/cm², mikä ei ole saavutettavissa tavallisilla johtumalla tai konvektiolla tapahtuvalla jäähdytyksellä. Käytännössä suurten 2 kW:n prosessorien kanssa höyryvaiheen jäähdytysjärjestelmät pitävät jäähdytettävien pintojen lämpötilan 85 °C:ssä, mukaan lukien superkoneissa exascale-suorituskykyä saavuttavat tekoälyprosessorit. Kun jäähdytysnesteet ovat absorboineet lämmön, höyryvaihe virtaa ulkoisesti sijaitsevaan kylmälevyyn tai pieniin kondensaattorin kanaviin. Tämä sulkee lämpöpiirin (kierron). Tämä tekee jäähdytysjärjestelmistä erityisesti takapuolen mikropiirien jäähdytykseen ja laajamittaisiin palvelinrakenteisiin erinomaisia, sillä jäähdytysnesteen täyttöä ei tarvita.
UKK
Mitä ovat mikrovirtausjäähdytys ja nestepisaran iskujäähdytys?
Vaikka mikrovirtausjäähdytyksessä käytetään pieniä kanavia piialustassa tehokkaamman jäähdytyksen saavuttamiseksi, nestepisaran iskujäähdytyksessä käytetään nopeita nestevirtauksia, jotka osuvat suoraan piirisiltojen kuumiin kohtiin.
Miksi kahden vaiheen nestejäähdytys on niin hyvä?
Kahden vaiheen jäähdytys voi tuottaa yli 500 wattiya neliösenttimetrillä, mikä on huomattavasti enemmän kuin mikään perinteinen menetelmä, koska jäähdytysneste höyrystyy suoraan kuumien komponenttien pinnalla.
Voivatko nämä jäähdytysmenetelmät soveltua laajamittaisiin sovelluksiin?
Kyllä, mikrovirtausjäähdytys ja kahden vaiheen jäähdytys ovat erinomaisesti sovellettavissa suuriin palvelinkoteloihin ja suoralle piirin jäähdytykselle, erityisesti tekoälyprosessoille ja supertietokoneille.