Çip sıvı soğutma termal çözümü
Artan transistör yoğunluğu, çipin güç tüketimini azaltır, ancak transistörlerin yüksek yoğunluğu, ısıyı daha yoğun hale getirecek ve ısı dağılımı sorunu göz ardı edilemez. Yüksek performanslı çiplerin ısı yayılımı, işletmeler de dahil olmak üzere herkesi her zaman rahatsız etmiştir. Geleneksel hava soğutma ve klima kombinasyonuna ek olarak sıvı soğutma da çok verimli bir seçimdir. Ancak klima ve hava soğutma çok büyük bir enerji tüketimini beraberinde getirecektir. Microsoft, ısı dağılımının verimliliğini artırmak için veri merkezi sunucusunu denize indirmeyi seçti.
Çip üzerine sıvı soğutma takmanın zorluğu, sıvı kanalını doğrudan çipin tasarımına entegre etmektir. Araştırmacılar, gelecekteki çözümün, sandviç devreler arasında su akışına izin vermek olduğuna inanıyor. Kulağa basit gelse de pratikte çalışması çok zordur. Şu anda, ısı dağılımı için iletken olmayan sıvıya daldırma, istifleme teknolojisini kullanan yongalar için çok faydalıdır, ancak bu teknolojiyi geleneksel yongalarda kullanmak çok pahalı ve seri üretime ulaşmak zor olacaktır.
TSMC, üç farklı silikon kanalı önerdi ve ilgili simülasyon testleri gerçekleştirdi. İlk doğrudan su soğutma yönteminde, su kendi sirkülasyon kanalına sahip olacak ve doğrudan çipe kazınacak; İkincisi, su kanalının çipin üstündeki silikon tabakasına kazınmış olması ve ısıyı çipten su soğutma tabakasına aktarmak için ısıl arayüz malzemesi (TIM) öküz tabakası (silikon oksit füzyonu) kullanılmasıdır; Sonuncusu, termal arayüz malzeme tabakasını basit ve ucuz sıvı metal ile değiştirmektir. Etki açısından birinci yöntem en iyisi, ikinci yöntem ise ikincisidir.
Çip sıvı soğutma, gelecekte yarı iletken ısı dağılımını çözmek için önemli bir yön. Sonuçta, gelecekte daha yüksek yoğunluklu transistörler ve 3D Paketleme Teknolojisi, çip ısısını düzlemden üç boyutlu hale getirecek, bu da sadece ısıyı daha yoğun hale getirmekle kalmayacak, aynı zamanda çok katmanlı istifleme, ısı transferini daha da zorlaştıracaktır. Giderek artan yoğunlaşan ısı yayılım sorunları karşısında, yonga suyu soğutma ve ısı dağıtma şeması, yonga termal sorunları sorununu çözmenin iyi bir yolu olabilir.
