Mikro kanal CPU soğutma sistemi
Veri merkezleri, süper bilgisayarlar veya dizüstü bilgisayarlar olsun: 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 işleminin kendisi, soğutma fanları veya sıvı soğutma pompaları için kullanılan 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 iyileştirilmesiyle birlikte, ısı dağıtma sisteminin karmaşıklığı ve üretim maliyeti de katlanarak artmaktadır.
Şimdi, İsviçreli araştırmacılar sonunda harici soğutmaya ihtiyaç duymayan bir çip icat etmenin daha iyi bir yolunu buldular. Yarı iletkene entegre edilen mikrotübüller, soğutma sıvısını doğrudan transistörün çevresine getirecek, bu da çipin ısı yayma etkisini büyük ölçüde geliştirmekle kalmayacak, aynı zamanda enerji tasarrufu sağlayacak ve geleceğin elektronik ürünlerini daha çevre dostu hale getirecek. Bu entegre soğutmanın üretimi önceki prosese göre daha ucuzdur.
Bu çözümün prensibi, çipin dışından soğutmak yerine çipin doğrudan içeriden soğutulmasıdır. Soğutucu, yarı iletken malzemeye entegre edilmiş mikrotübüllerden alttan akar, bu da, bir ısı kaynağı olarak transistör tarafından üretilen ısının doğrudan dağıtılacağı anlamına gelir. Mikrokanal, çipteki transistörlerle doğrudan temas halindedir, bu da ısı kaynağı ile soğutma kanalı arasında daha iyi bir bağlantı kurar. Soğutma kanalının üç boyutlu kolları da soğutma sıvısının dağılımına katkıda bulunur ve soğutma sıvısı sirkülasyonu için gereken basıncı azaltır.
Soğutma sisteminin ön testi, santimetre kare başına 1,7 kW'dan fazla ısı ve santimetre kare başına yalnızca 0.57 watt pompa gücü dağıtabildiğini gösteriyor. Bu, harici aşındırma soğutma kanalları için gereken güçten önemli ölçüde daha azdır. Araştırmacılar, "Gözlenen soğutma kapasitesi, santimetre kare başına bir kilovattı aşıyor, bu da harici ısı dağılımına göre 50 kat daha fazla verimlilik artışına eşdeğer" dedi.
Entegre mikroçip soğutmanın başka bir avantajı daha vardır: harici olarak eklenen soğutma ünitesinden daha ucuzdur. Soğutma mikro kanalı ve çip devreleri, üretimde yarı iletkenlere doğrudan dahil edilebildiğinden, üretim maliyeti daha düşüktür. Bu dahili soğutmalı mikroçip, geleceğin elektronik ürünlerini daha kompakt ve enerji tasarruflu hale getirecek.
