ชิประบายความร้อนด้วยของเหลว

ความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์ที่เพิ่มขึ้นช่วยลดการใช้พลังงานของชิป แต่ความหนาแน่นสูงของทรานซิสเตอร์จะทำให้ความร้อนมีความเข้มข้นมากขึ้น และปัญหาของการกระจายความร้อนไม่สามารถละเลยได้ การกระจายความร้อนของชิปประสิทธิภาพสูงมักสร้างปัญหาให้กับทุกคน รวมถึงองค์กร นอกจากการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิมบวกกับเครื่องปรับอากาศแล้ว การระบายความร้อนด้วยของเหลวยังเป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพมากอีกด้วย อย่างไรก็ตาม การปรับอากาศและการระบายความร้อนด้วยอากาศจะทำให้เกิดการใช้พลังงานอย่างมหาศาล Microsoft เลือกที่จะนำเซิร์ฟเวอร์ศูนย์ข้อมูลลงทะเลเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อน

ความยากในการติดตั้งระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวบนชิปคือการรวมช่องสัญญาณของเหลวเข้ากับการออกแบบชิปโดยตรง นักวิจัยเชื่อว่าทางออกในอนาคตคือการปล่อยให้น้ำไหลระหว่างวงจรแซนวิช แม้ว่าจะฟังดูง่าย แต่การใช้งานจริงเป็นเรื่องยากมาก ในปัจจุบัน การแช่ในของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้าเพื่อระบายความร้อนมีประโยชน์อย่างมากสำหรับชิปที่ใช้เทคโนโลยีการเรียงซ้อน แต่การใช้เทคโนโลยีนี้ในชิปแบบเดิมจะมีราคาแพงมากและยากที่จะได้ผลผลิตจำนวนมาก

TSMC เสนอช่องซิลิกอนสามช่องและทำการทดสอบการจำลองที่เกี่ยวข้อง ในวิธีการระบายความร้อนด้วยน้ำโดยตรงครั้งแรก น้ำจะมีช่องทางการหมุนเวียนของตัวเองและจะถูกฝังลงในชิปโดยตรง ประการที่สองคือช่องน้ำถูกแกะสลักไว้ที่ชั้นซิลิกอนที่ด้านบนของชิปและชั้นวัสดุเชื่อมต่อทางความร้อน (TIM) ของวัว (ซิลิคอนออกไซด์ฟิวชั่น) ใช้เพื่อถ่ายเทความร้อนจากชิปไปยังชั้นระบายความร้อนด้วยน้ำ สิ่งสุดท้ายคือการเปลี่ยนชั้นวัสดุเชื่อมต่อในการระบายความร้อนด้วยโลหะเหลวที่เรียบง่ายและราคาถูก ในแง่ของผล วิธีแรกดีที่สุด และวิธีที่สองคือวิธีที่สอง

การระบายความร้อนด้วยของเหลวของชิปเป็นแนวทางสำคัญในการแก้ปัญหาการกระจายความร้อนของสารกึ่งตัวนำในอนาคต ท้ายที่สุด ทรานซิสเตอร์ที่มีความหนาแน่นสูงขึ้นและเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ 3 มิติในอนาคตจะทำให้ชิปมีความร้อนจากระนาบเป็นสามมิติ ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้ความร้อนมีความเข้มข้นมากขึ้นเท่านั้น แต่การซ้อนหลายชั้นจะทำให้การถ่ายเทความร้อนทำได้ยากขึ้น ในการเผชิญกับปัญหาการกระจายความร้อนที่มีความเข้มข้นมากขึ้น รูปแบบการระบายความร้อนด้วยน้ำของชิปและการกระจายความร้อนอาจเป็นวิธีที่ดีในการแก้ปัญหาเรื่องความร้อนของชิป