EN
Inovasi terbaru dalam penumpukan vertikal sirkuit terpadu 3D telah menimbulkan tantangan panas yang serius pada sirkuit terpadu 3D. Metode pendinginan udara atau solusi pendinginan cairan konvensional tidak lagi memadai. Pendinginan mikrofluida mengintegrasikan saluran pendingin berukuran miniatur ke dalam interposer silikon atau substrat kemasan, sehingga proses pendinginan dapat dilakukan sangat dekat dengan transistor yang sedang beroperasi. Hal ini meningkatkan resistansi termal sekitar 40% dibandingkan solusi heatsink konvensional. Teknik jet impingement bahkan lebih ekstrem lagi. Teknik ini didasarkan pada prinsip pemindahan panas melalui aliran fluida berkecepatan tinggi yang diarahkan langsung ke titik-titik panas (hotspot) individual pada chip, khususnya pada die logika padat atau die input/output. Teknik ini mampu menghilangkan panas dengan laju lebih dari 300 watt per sentimeter persegi. Ketika diterapkan pada paket chip 2,5D dan 3D paling kompleks, metode pendinginan di atas mengurangi dampak beban mekanis akibat suhu serta mencegah terpisahnya lapisan dalam teknik kemasan terkini, seperti fan-out dan hybrid bonding.
Pendinginan cairan dua-fase memberikan kemampuan untuk menghilangkan fluks panas lebih dari 500 W/cm².
Cairan pendingin Novec 649 atau FC-72 berubah menjadi uap saat bersentuhan dengan permukaan panas. Kapasitas penyerapan panas yang tinggi dari cairan pendingin ini melebihi kapasitas penyerapan metode pendinginan satu-fase. Metode pendinginan ini terbukti paling efektif untuk fluks panas di atas 500 W/cm², yang tidak dapat dicapai oleh metode pendinginan konduktif atau konvektif biasa. Dalam praktiknya, pada chip berdaya besar (2 kW), sistem pendinginan fasa-uap mampu mempertahankan suhu permukaan yang didinginkan pada 85°C, termasuk prosesor AI dalam superkomputer yang mencapai kinerja eksaskala. Setelah cairan pendingin menyerap panas, fasa uap mengalir ke pelat dingin eksternal atau ke saluran-saluran kecil kondensor. Hal ini menutup sirkuit termal (loop). Dengan demikian, sistem pendinginan ini—khususnya untuk pendinginan chip di bagian belakang dan rak server skala besar—menjadi sangat menguntungkan karena tidak memerlukan pengisian ulang cairan pendingin.
FAQ
Apa itu Pendinginan Mikrofluida dan Impingemen Jet?
Sementara pendinginan mikrofluida memanfaatkan saluran kecil di dalam substrat silikon untuk mendinginkan secara lebih efisien, impingemen jet menggunakan aliran cairan berkecepatan tinggi yang diarahkan ke titik-titik panas spesifik pada chip.
Apa yang membuat pendinginan cairan dua-fase begitu unggul?
Pendinginan dua-fase mampu mencapai daya lebih dari 500 watt per sentimeter persegi, jauh melampaui metode konvensional mana pun, karena pendinginan ini menguapkan cairan pendingin langsung pada komponen panas.
Apakah metode pendinginan ini dapat diimplementasikan pada aplikasi berskala besar?
Ya, pendinginan mikrofluida dan pendinginan dua-fase sangat cocok diterapkan pada rak server berskala besar serta pendinginan langsung terhadap chip, khususnya untuk prosesor AI dan superkomputer.