การพิมพ์ 3D นำมาซึ่งโอกาสใหม่ ๆ สำหรับการระบายความร้อนของชิป AI
ด้วยการพัฒนาแนวโน้มการย่อส่วนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ปัญหาเรื่องความร้อนสูงเกินไปก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เพื่อจัดการกับความท้าทายนี้ การปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อนโดยการปรับปรุงการออกแบบหม้อน้ำจึงมีความสำคัญกว่าที่เคย โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยี AI ปัญหาการกระจายความร้อนของชิปได้สร้างปัญหาให้กับอุตสาหกรรม ชิปที่มีขนาดเท่ากับฝาเล็บนั้นแท้จริงแล้วคือแหล่งความร้อน 300 วัตต์ แต่ในความเป็นจริงแล้ว ชิปกำลังร้อนจัดก่อนที่จะถึงระดับการใช้พลังงานนี้
การย่อขนาดและการรวมชิปในระดับสูงสามารถนำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างมากในความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนในท้องถิ่น การปรับปรุงพลังการประมวลผลและความเร็วทำให้เกิดการใช้พลังงานและการสร้างความร้อนมหาศาล ปัจจัยหลักประการหนึ่งที่จำกัดการพัฒนาชิปพลังการประมวลผลสูงคือความสามารถในการกระจายความร้อน ความล้มเหลวของชิปมากกว่า 55% เกิดจากการไม่สามารถถ่ายเทความร้อนหรือจากอุณหภูมิที่สูงขึ้น เมื่อชิปสูงกว่า 70 องศา อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10 องศา ความน่าเชื่อถือจะลดลง 50%
บทบาทของเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติในด้านการแลกเปลี่ยนความร้อนเริ่มปรากฏให้เห็นชัดเจน และยังสามารถมีบทบาทในการแก้ไขปัญหาการกระจายความร้อนในระดับชิปได้อีกด้วย ข้อมูลอ้างอิงเกี่ยวกับเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสังเกตเห็นว่าบริษัทชื่อ ToffeeX ใช้ซอฟต์แวร์ที่พัฒนาขึ้นเองเพื่อออกแบบตัวแลกเปลี่ยนความร้อนระบายความร้อนด้วยของเหลวของ CPU และผลิตโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเคมีไฟฟ้า ซึ่งช่วยลดแรงดันตกของแผงระบายความร้อนได้ถึง 60% กระบวนการผลิตสารเติมแต่งเคมีไฟฟ้า (ECAM) ได้สร้างปาฏิหาริย์ในการผลิตทองแดงบริสุทธิ์ โดยมีขนาดว็อกเซล 33 ไมครอน ซึ่งเป็นความละเอียดที่น่าทึ่ง และสามารถพิมพ์ได้โดยใช้วัสดุที่ใช้น้ำต้นทุนต่ำที่อุณหภูมิห้อง
ปัจจุบัน อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์อาศัยแผ่นทำความเย็นและอุปกรณ์ทำความเย็นอื่นๆ ที่มักผลิตผ่านกระบวนการตีหรือกลึง กระบวนการเหล่านี้จำกัดอยู่เพียงการผลิตครีบธรรมดาซึ่งสามารถทำได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น และจำกัดด้วยรูปทรงเรขาคณิตที่สามารถเติมเต็มคุณสมบัติเหล่านี้ได้ การผลิตสารเติมแต่งการสะสมทางเคมีไฟฟ้า (ECAM) เป็นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติโลหะที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ซึ่งสามารถผลิตชิ้นส่วนคุณภาพสูงพร้อมความละเอียดคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมและความประหยัด และสามารถบรรลุการผลิตขนาดใหญ่ที่ปรับขนาดได้ที่ความละเอียดสูง
แต่นอกเหนือจากความท้าทายในการผลิตแล้ว พื้นที่ผิวและความสามารถในการทำความเย็นที่มีอยู่ของอุปกรณ์การจัดการความร้อนที่ผลิตด้วยวิธีดั้งเดิมก็มีจำกัดเช่นกัน การพิมพ์ 3 มิติไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวและความหยาบเพื่อการกระจายความร้อนที่ดีขึ้นเท่านั้น แต่ยังเป็นแนวทางสำหรับการผลิตแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ซับซ้อนและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพอย่างมาก
