3D tlač prináša nové možnosti chladenia čipov AI
S rozvojom trendu miniaturizácie elektronických zariadení sa zvýšil aj problém prehrievania. Na vyriešenie tejto výzvy je dôležitejšie ako kedykoľvek predtým zlepšiť výkon rozptylu tepla zlepšením dizajnu radiátora. Najmä s rýchlym rozvojom technológie AI problém rozptylu tepla čipov znepokojuje priemysel. Čip s veľkosťou čiapky na nechty je v skutočnosti 300 wattový zdroj tepla. Ale v skutočnosti je čip už horúca pred dosiahnutím tejto spotreby energie.
Miniaturizácia a vysoká integrácia čipov môže viesť k výraznému zvýšeniu lokálnej hustoty tepelného toku. Zlepšenie výpočtového výkonu a rýchlosti prináša obrovskú spotrebu energie a tvorbu tepla. Jedným z hlavných faktorov obmedzujúcich vývoj čipov s vysokým výpočtovým výkonom je ich schopnosť odvádzať teplo. Viac ako 55 % porúch čipu je spôsobených neschopnosťou prenášať teplo alebo stúpajúcimi teplotami. Keď je teplota čipu vyššia ako 70 stupňov, pri každom zvýšení teploty o 10 stupňov sa jeho spoľahlivosť zníži o 50%.
Úloha technológie 3D tlače v oblasti výmeny tepla sa stala zrejmou a môže tiež zohrávať úlohu pri riešení problémov s odvodom tepla na úrovni čipu. Referencia technológie 3D tlače si všimla, že spoločnosť s názvom ToffeeX použila vlastný softvér na navrhnutie výmenníka tepla chladiaceho kvapalinou CPU a vyrobila ho pomocou technológie elektrochemickej 3D tlače, čím sa znížil pokles tlaku chladiča o 60 %. Proces Electrochemical Additive Manufacturing (ECAM) vytvoril zázrak vo výrobe čistej medi – dosahuje veľkosť voxelu 33 mikrónov, čo je neuveriteľné rozlíšenie, a dá sa tlačiť s použitím lacných materiálov na vodnej báze pri izbovej teplote.
V súčasnosti sa polovodičový priemysel spolieha na chladiace dosky a iné chladiace zariadenia, ktoré sa zvyčajne vyrábajú kovaním alebo sústružením. Tieto procesy sú obmedzené na výrobu pravidelných plutiev, ktoré môžu byť vyrobené iba v jednom smere, a sú obmedzené v geometrickom tvare, ktorý môže vyplniť tieto znaky. Elektrochemická depozičná aditívna výroba (ECAM) je úplne iná technológia kovovej 3D tlače, ktorá dokáže produkovať vysokokvalitné diely s vynikajúcim rozlíšením funkcií a hospodárnosťou a môže dosiahnuť škálovateľnú rozsiahlu výrobu pri vysokom rozlíšení.
Okrem výrobných výziev je však obmedzená aj povrchová plocha a dostupná chladiaca kapacita zariadení na riadenie tepla vyrábaných tradičnými spôsobmi. 3D tlač poskytuje nielen spôsob, ako zväčšiť povrchovú plochu a drsnosť pre lepší odvod tepla, ale poskytuje aj cestu na výrobu zložitých kvapalinou chladených dosiek a výmenníkov tepla, čím sa výrazne zlepšuje výkon.
