Entegre mikroçip soğutma teknolojisi
Veri merkezleri, süper bilgisayarlar veya dizüstü bilgisayarlar: çipler ve diğer yarı iletken bileşenler tarafından üretilen büyük miktarda ısı, modern elektronik ürünlerin en büyük sorunlarından biridir. Bir yandan bileşenlerin performansını ve yapısal yoğunluğunu sınırlar. Öte yandan, soğutma fanları veya sıvı soğutma pompaları için kullanılan soğutma işleminin kendisi çok fazla enerji tüketir.
Bu sorunu çözmek için bilim adamları, çipten soğutma sıvısına ısı transferinin verimliliğini artırmanın yollarını araştırıyorlar. Örneğin, soğutma sistemi ile çip arasındaki temas yüzeyi olarak daha iyi termal iletkenliğe sahip bir metal kullanılır. Bununla birlikte, geçmişteki tüm yöntemlerin verimliliği çok yüksek değildir ve ısı dağıtma verimliliğinin artmasıyla, ısı dağıtma sisteminin karmaşıklığı ve üretim maliyeti de katlanarak artar.
Şimdi, İsviçreli araştırmacılar nihayet harici soğutmaya ihtiyaç duymayan bir çip icat etmenin daha iyi bir yolunu buldular. Yarı iletkene entegre edilmiş mikrotübüller, soğutma sıvısını doğrudan transistörün etrafına getirecek, bu da sadece çipin ısı dağıtma etkisini büyük ölçüde iyileştirmekle kalmayacak, aynı zamanda enerji tasarrufu sağlayacak ve geleceğin elektronik ürünlerini daha çevre dostu hale getirecektir. Bu entegre soğutmanın üretimi önceki süreçten daha ucuzdur.
Bu çözümün prensibi, çipin dışından soğutmak yerine, çipin doğrudan içeriden soğutulmasıdır. Soğutucu, yarı iletken malzemeye entegre edilmiş mikro tüplerden aşağıdan akar, bu da transistör tarafından bir ısı kaynağı olarak üretilen ısının doğrudan dağıtılacağı anlamına gelir. Mikrokanal, ısı kaynağı ile soğutma kanalı arasında daha iyi bir bağlantı kuran çipteki transistörlerle doğrudan temas halindedir. Soğutma kanalının üç boyutlu kolları ayrıca soğutma sıvısının dağılımına katkıda bulunur ve soğutma sıvısı sirkülasyonu için gereken basıncı azaltır.
Soğutma sisteminin ön testi, santimetre kare başına 1,7 kW'tan fazla ısı ve santimetre kare başına yalnızca 0,57 watt pompa gücü dağıtabildiğini göstermektedir. Bu, harici aşındırma soğutma kanalları için gereken güçten önemli ölçüde daha azdır. Araştırmacılar, "Gözlenen soğutma kapasitesi, dış ısı yayılımına göre verimlilikte 50 kat iyileşmeye eşdeğer olan santimetre kare başına bir kilovatı aşıyor" dedi.
Entegre mikroçip soğutmanın bir avantajı daha var: Harici olarak eklenen soğutma ünitesinden daha ucuz. Soğutma mikro kanalı ve çip devreleri, üretimde doğrudan yarı iletkenlere eklenebildiğinden, üretim maliyeti daha düşüktür. Bu dahili soğutmalı mikroçip, geleceğin elektronik ürünlerini daha kompakt ve enerji tasarruflu hale getirecek.
