EN
Ang pinakabagong mga inobasyon sa vertical stacking ng 3D integrated circuits ay nagdulot ng matitinding hamon sa pagpapalamig sa loob ng mga 3D integrated circuits. Ang mga tradisyonal na paraan ng pagpapalamig gamit ang hangin o likido ay hindi sapat. Ang microfluidic cooling ay nagsasama ng mga maliit na channel ng pagpapalamig sa loob ng silicone interposers o package substrates, na nagpapahintulot sa proseso ng pagpapalamig na maging malapit sa mga gumagana nang transistors. Ito ay nagpapabuti ng thermal resistance ng humigit-kumulang 40% kumpara sa mga tradisyonal na heat sink solutions. Ang jet impingement ay mas ekstremo pa. Ang teknik na ito ay batay sa prinsipyo ng paglipat ng init sa pamamagitan ng mabilis na daloy ng fluid na tinutuon sa mga indibidwal na hotspot sa chip, lalo na sa mga dense logic o input/output die. Ang teknik na ito ay kayang alisin ang init sa rate na higit sa 300 watts bawat square centimeter. Kapag isinagawa sa pinakakomplikadong 2.5D at 3D chip packages, ang mga nabanggit na paraan ng pagpapalamig ay nababawasan ang epekto ng temperature-induced mechanical loads at pinipigilan ang paghihiwalay ng mga layer sa pinakabagong mga teknik ng packaging, tulad ng fan-out at hybrid bonding.
Ang pagpapalamig gamit ang likido na may dalawang yugto ay nagbibigay-daan sa pag-alis ng init na may pagsusunog na higit sa 500 W/cm².
Ang likidong pampalamig na Novec 649 o FC-72 ay nagiging usok kapag nakikipag-ugnayan sa mainit na ibabaw. Ang mataas na kakayahang mag-absorb ng init ng pampalamig na ito ay lumalampas sa kakayahang mag-absorb ng mga paraan ng pagpapalamig na may isang yugto lamang. Ipinapakita ng paraang ito ng pagpapalamig na ito ang pinakamainam para sa mga pagsusunog ng init na higit sa 500 W/cm²—na hindi kayang gawin ng karaniwang pagpapalamig sa pamamagitan ng paghahatid ng init (conduction) o pagpapalipat ng init (convection). Sa praktikal na aplikasyon, sa mga malalaking chip na may kapasidad na 2 kW, ang mga sistema ng pagpapalamig gamit ang yugto ng usok ay panatag na pinapanatili ang temperatura ng mga pinapalamigan na ibabaw sa 85°C—kabilang ang mga processor na may AI sa mga supercomputer na umaabot sa exascale na kinergetiko. Pagkatapos na ma-absorb ng mga likidong pampalamig ang init, ang yugto ng usok ay dumadaloy patungo sa isang cold plate na nasa labas o sa mga maliit na duct ng condenser. Sa ganitong paraan, nabubuo ang sirkito (loop) ng init. Dahil dito, ang mga sistemang ito ng pagpapalamig—lalo na para sa pagpapalamig ng likuran ng chip at sa mga server rack na may malawak na saklaw—ay lubhang benepisyoso dahil hindi na kailangang punuan ulit ang pampalamig.
FAQ
Ano ang mga mikrofluidik na pagpapalamig at jet impingement?
Kung ang mikrofluidik na pagpapalamig ay gumagamit ng maliit na mga kalsada sa loob ng mga substrato ng silicon para sa mas epektibong pagpapalamig, ang jet impingement naman ay gumagamit ng mabilis na dumadaloy na mga daloy ng likido upang tumama sa mga tiyak na mainit na lugar sa mga chip.
Ano ang nagpapaganda sa dalawang-phase na likidong pagpapalamig?
Ang dalawang-phase na pagpapalamig ay maaaring umabot sa higit sa 500 watts bawat square centimeter, na lubhang mas mataas kaysa sa anumang konbensyonal na pamamaraan, dahil lamang sa pag-evaporate nito ng mga coolant sa mga mainit na komponente.
Maaari bang maisagawa ang mga pamamaraang ito sa malalawak na aplikasyon?
Oo, ang mikrofluidik na pagpapalamig at dalawang-phase na pagpapalamig ay napakaangkop para sa malalaking server rack at direktang pagpapalamig ng chip, lalo na para sa mga processor ng AI at supercomputer.