Soğutma teknolojisindeki yenilik, elektronik cihazların yüksek performanslı gelişimi için en uygun çözümdür
Çipler yüksek yoğunluğa, yüksek entegrasyona ve yüksek bilgi işlem gücüne doğru ilerledikçe, güç ve güç yoğunlukları da sürekli artıyor ve "yüksek termal yoğunluk", yüksek güçlü yarı iletken teknolojisinin geliştirilmesinde büyük bir darboğaz haline geldi. Çip güç tüketimindeki sürekli artış göz önüne alındığında, sıvı soğutmalı soğutma teknolojisi giderek daha fazla ilgi görüyor. Ancak yüksek maliyetler ve karmaşık çözümler nedeniyle mevcut su soğutmalı panel teknolojisi, sektördeki ideal ısı dağıtımı çözümünden hâlâ biraz uzakta.
Teorik olarak, bir çipin sıcaklığı ne kadar düşükse ömrü o kadar uzun ve performansı da o kadar istikrarlı olur. Ancak daha düşük çip sıcaklıklarına ulaşmak için endüstrinin ödemesi gereken soğutma maliyeti çok yüksek ve maliyetleri de göz önünde bulundurarak performansı artırmanın denge noktasına henüz ulaşılamadı. Bu bağlamda sektör, mevcut maliyet kabul edilebilir koşullar altında en uygun çözümleri keşfetmek amacıyla farklı teknoloji kombinasyonlarını benimseyebilir veya çeşitli ısı dağıtma malzemeleri, teknolojileri ve uygulama senaryoları için ilgili ürünler geliştirmek üzere işbirliği yapabilir.
Güç tüketimi onlarca veya yüzlerce watt'a ulaştığında, çipten ısıyı dışarı aktarmak için bir ısı borusunun kullanılması gerekir. Isı, daha büyük ısı dağıtım kanatlarına yayıldıktan sonra, onu üflemek için bir fan kullanılır; bu, faz değişimli ısı emilimi, ısı iletimi ve ısı konveksiyon teknolojisinin bir kombinasyonunu içerir. Şimdiye kadar bilgisayarların ve sunucuların büyük çoğunluğu bu ısı boruları, kanatçıklar ve fan kombinasyonunu benimsedi. Ancak CPU'nun güç tüketimi kademeli olarak 300 watt'a, 500 watt'a ve hatta 800 watt'a ulaştığında, o dönemde ısı borusunun ve fanın maksimum ısı dağıtma kapasitesi kırılmıştı. Yıllar süren ısı borusu ve fan çözümlerinin kullanımı yoluyla endüstri gelişimine uyum sağlanamaması nedeniyle, su soğutmalı paneller gibi sıvı soğutmalı ısı dağıtma teknolojilerinin benimsenmesi gerekmektedir.
Çip güç tüketiminin sürekli artması nedeniyle, sıvı soğutma plakası gibi yeni ortaya çıkan soğutma teknolojileri giderek daha fazla ilgi görüyor. Kanatçıklı ve fanlı ısı borularının rüzgar konveksiyonuyla karşılaştırıldığında, sıvı soğuk plaka, sıvı akışı yoluyla ısı alışverişini daha hızlı ve daha yüksek verimlilikle gerçekleştiren bir sıvı konveksiyon yöntemini benimser. Ancak yüksek maliyet ve karmaşık çözümler nedeniyle sıvı soğutma teknolojisi henüz bu kadar büyük bir büyüme sağlayamadı. Ancak sektörde daha ideal bir çözüm olmadığından bazı yüksek güçlü uygulama senaryolarında da olmazsa olmaz hale geldi.
Isıtma çipinden cihaza ve son ürüne kadar her seviyede ve bağlantıda farklı destek malzemeleri, arayüz malzemeleri ve altta yatan malzemeleri içeren bir soğutma talebi vardır. Aynı zamanda farklı ısı dağıtma teknolojilerinin veya uygulama senaryolarının uygulanması, farklı teknik yollar ve çözümlerle sonuçlanır. Ve bunun çeşitli potansiyel gelişim fırsatlarına ve farklı teknolojik zorluklara sahip olması kaçınılmazdır.
Termal soğutma teknolojisinin temel unsurları arasında çipin kendisi tarafından üretilen ısı miktarı, birim alan başına ısı akışının yoğunluğu ve ısının yayılabileceği mesafe ve hacim yer alıyor. Genellikle ısı dağıtımı, ısının çok yüksek bir ısı çıkışından veya üretim sıcak noktasından daha geniş bir alana yayılması işlemidir. Bu ısı transfer süreci seridir ve içindeki herhangi bir bağlantı bir ısı darboğazına dönüşebilir. Isı dağıtımı, ısı noktası A'dan B'ye, C'den D'ye, E'ye ve daha sonra F'ye gibi adım adım bir iletim sistemidir. AB, BC veya CD arasındaki transfer verimliliği düşükse, nihai sonuç Bunun nedeni A'dan F'ye soğutma verimliliğinin yeterince yüksek olmamasıdır. Bu nedenle, tüm yol boyunca bir darboğaz haline gelmemek için her bağlantının termal yeteneğini sürekli olarak geliştirmesi gerekir. Ultra yüksek yoğunluklu çipler ve çip modülleri (MCM'ler) için, nihai sürdürülebilir soğutma teknolojisi çözümünü geliştirmesi zorunludur.
