Tepelný roztok na chladenie štiepky
Zvyšujúca sa hustota tranzistorov znižuje spotrebu energie čipu, ale vysoká hustota tranzistorov spôsobí, že teplo bude koncentrovanejšie a problém rozptylu tepla nemožno ignorovať. Odvod tepla vysokovýkonných čipov vždy trápil každého, vrátane podnikov. Okrem tradičnej kombinácie vzduchového chladenia a klimatizácie je veľmi efektívnou voľbou aj kvapalinové chladenie. Obrovskú spotrebu energie však prinesie klimatizácia a vzduchové chladenie. Microsoft sa rozhodol umiestniť server dátového centra do mora, aby zlepšil účinnosť odvodu tepla.
Náročnosť inštalácie kvapalinového chladenia na čip je integrovať kvapalinový kanál priamo do konštrukcie čipu. Výskumníci sa domnievajú, že budúcim riešením je nechať prúdiť vodu medzi sendvičovými okruhmi. Aj keď to znie jednoducho, v praxi sa to veľmi ťažko ovláda. V súčasnosti je ponorenie do nevodivej kvapaliny na odvádzanie tepla veľmi užitočné pre čipy využívajúce technológiu stohovania, ale použitie tejto technológie v tradičných čipoch bude veľmi drahé a bude ťažké dosiahnuť masovú výrobu.
TSMC navrhlo tri rôzne kremíkové kanály a vykonalo príslušné simulačné testy. V prvej metóde priameho chladenia vodou bude mať voda svoj vlastný cirkulačný kanál a bude priamo vyleptaná do čipu; Druhým je, že vodný kanál je vyleptaný do kremíkovej vrstvy na vrchu čipu a vrstva tepelného rozhrania (TIM) z oxu (fúzia oxidu kremičitého) sa používa na prenos tepla z čipu do vodnej chladiacej vrstvy; Posledným je nahradiť vrstvu materiálu tepelného rozhrania jednoduchým a lacným tekutým kovom. Z hľadiska účinku je najlepší prvý spôsob a druhý spôsob.
Kvapalinové chladenie čipov je dôležitým smerom na riešenie odvodu tepla polovodičov v budúcnosti. Koniec koncov, tranzistory s vyššou hustotou a technológia 3D balenia v budúcnosti spôsobia, že sa čip bude zahrievať z roviny na trojrozmerný, čo nielenže skoncentruje teplo, ale aj viacvrstvové stohovanie sťaží prenos tepla. Tvárou v tvár čoraz koncentrovanejším problémom s odvodom tepla môže byť chladenie vody čipu a schéma odvodu tepla dobrým spôsobom, ako vyriešiť problém s tepelnými problémami čipu.
