칩 액체 냉각 열 솔루션

트랜지스터 밀도가 증가하면 칩의 전력 소비가 줄어들지 만 트랜지스터의 고밀도로 인해 열이 더욱 집중되고 열 발산 문제는 무시할 수 없습니다. 고성능 칩의 열 발산은 항상 기업을 포함한 모든 사람들을 괴롭혔습니다. 전통적인 공기 냉각 + 에어컨 조합 외에도 액체 냉각은 매우 효율적인 선택입니다. 그러나 에어컨과 공기 냉각은 엄청난 에너지 소비를 가져올 것입니다. Microsoft는 방열 효율성을 높이기 위해 데이터 센터 서버를 바다에 배치하기로 결정했습니다.

칩에 액체 냉각을 설치하는 어려움은 액체 채널을 칩 설계에 직접 통합하는 것입니다. 연구자들은 미래의 해결책은 샌드위치 회로 사이에 물이 흐르게하는 것이라고 믿습니다. 단순하게 들리지만 실제로 작동하기가 매우 어렵습니다. 현재 방열을 위해 비 전도성 액체에 침지하는 것은 스태킹 기술을 사용하는 칩에 매우 유용하지만 전통적인 칩에서이 기술을 사용하면 매우 비싸고 대량 생산을 달성하기가 어려워집니다.

TSMC는 세 가지 실리콘 채널을 제안하고 관련 시뮬레이션 테스트를 수행했습니다. 첫 번째 직접 수냉 방법에서 물은 자체 순환 채널을 가지며 칩에 직접 에칭됩니다. 두 번째는 수로가 칩의 상부에 있는 실리콘층에 에칭되고, 상기 칩으로부터 수냉층으로 열을 전달하기 위해 사용되는 옥스(실리콘 산화물 융합)의 열계면물질(TIM)층; 마지막 하나는 열 인터페이스 재료 층을 간단하고 저렴한 액체 금속으로 대체하는 것입니다. 효과면에서 첫 번째 방법이 가장 좋고 두 번째 방법이 두 번째 방법입니다.

칩 액체 냉각은 미래의 반도체 열 발산을 해결하는 중요한 방향입니다. 결국, 미래의 고밀도 트랜지스터 및 3D 패키징 기술은 칩 열을 평면에서 3 차원으로 만들어 열을 더 집중시킬 수있을뿐만 아니라 다층 스태킹으로 인해 열 전달이 더욱 어려워집니다. 점점 더 집중적 인 방열 문제에 직면하여 칩 수냉 및 방열 방식은 칩 열 문제를 해결하는 좋은 방법이 될 수 있습니다.