마이크로 채널 CPU 냉각 시스템

데이터 센터, 슈퍼컴퓨터 또는 노트북이든 칩 및 기타 반도체 부품에서 발생하는 많은 양의 열은 현대 전자 제품의 가장 큰 문제 중 하나입니다. 한편으로는 부품의 성능과 구조적 밀도를 제한합니다. 반면에 냉각 공정 자체는 냉각 팬 또는 액체 냉각 펌프에 사용되는 많은 에너지를 소비합니다.

이 문제를 해결하기 위해 과학자들은 칩에서 냉각수로의 열 전달 효율을 향상시키는 방법을 연구해 왔습니다. 예를 들어, 열전도율이 더 높은 금속이 냉각 시스템과 칩 사이의 접촉면으로 사용됩니다. 그러나 과거의 모든 방법의 효율성은 그리 높지 않았으며 방열 효율의 향상으로 방열 시스템의 복잡성과 제조 비용도 기하 급수적으로 증가합니다.

이제 스위스 연구자들은 마침내 외부 냉각이 필요하지 않은 칩을 발명하는 더 좋은 방법을 발견했습니다. 반도체에 통합 된 미세 소관은 트랜지스터 주위에 냉각 액체를 직접 가져 와서 칩의 방열 효과를 크게 향상시킬뿐만 아니라 에너지를 절약하고 미래의 전자 제품을보다 환경 친화적으로 만듭니다. 이 통합 냉각의 생산은 이전 공정보다 저렴합니다.

이 솔루션의 원리는 칩 외부에서 냉각하는 대신 칩이 내부에서 직접 냉각된다는 것입니다. 냉각수는 아래에서 반도체 재료에 집적된 미세소관을 통해 흐르는데, 이는 트랜지스터에 의해 열원으로서 생성된 열이 직접 발산된다는 것을 의미한다. 마이크로 채널은 칩의 트랜지스터와 직접 접촉하여 열원과 냉각 채널 사이에 더 나은 연결을 설정합니다. 냉각 채널의 입체 지점은 또한 냉각수의 분포에 기여하고 냉각수 순환에 필요한 압력을 줄입니다.

냉각 시스템의 예비 테스트는 평방 센티미터 당 1.7kW 이상의 열을 방출 할 수 있으며 평방 센티미터 당 0.57 와트의 펌프 전력 만 방출 할 수 있음을 보여줍니다. 이는 외부 에칭 냉각 채널에 필요한 전력보다 훨씬 적습니다. "관찰 된 냉각 용량은 평방 센티미터 당 1 킬로와트를 초과하며, 이는 외부 열 발산에 비해 효율성이 50 배 향상되는 것과 같습니다."라고 연구원은 말했습니다.

통합 마이크로칩 냉각은 또 다른 장점이 있습니다: 외부에 추가된 냉각 장치보다 저렴합니다. 냉각 마이크로 채널 및 칩 회로는 생산 과정에서 반도체에 직접 도입 될 수 있기 때문에 제조 비용이 낮습니다. 이 내부적으로 냉각 된 마이크로 칩은 미래의 전자 제품을보다 작고 에너지 절약적으로 만듭니다.