Imec推出高性能芯片的低成本冷卻解決方案

Imec unveils low-cost cooling solution for high-performance chips

3D打印冷卻器優于傳統解決方案

隨著芯片和電子系統不斷跨過越來越高性能的門檻，它們需要管理一個不可避免的副產品：熱。隨著傳統的冷卻方法越來越不有效，芯片設計師和制造商正在尋找高效、經濟的解決方案來解決他們的冷卻問題。國際合作研究中心Imec最近推出了一種創新的新冷卻技術，可以提供答案。

目前的冷卻解決方案依靠熱交換器和附在芯片背面的撒布器，使熱量沿著芯片表面均勻分布。這是一個重要的考慮因素-任何溫差都會降低性能和長期生存能力，使直接冷卻芯片成為一個不太理想的解決方案。

液體冷卻液必須均勻地分布在芯片表面并垂直于芯片表面，以保持相同的溫度并縮短冷卻時間——這一過程通常由沖擊式冷卻器執行。Imec說，這些基于沖擊的冷卻系統通常都是硅基的，因此生產成本低。

Imec解決這一長期問題的方法是使用高分辨率立體光刻3D打印機生產的聚合物基沖擊式芯片冷卻器，噴嘴尺寸僅為300μm。噴嘴圖案設計可根據芯片設計規范進行定制。Imec說，通過使用3D打印機，整個結構可以打印為一個單獨的部分，大大減少了生產時間和成本。

新設計的性能大大超過了行業標準。雖然更傳統的冷卻系統和熱界面材料可使溫度升高20°C至50°C，但Imec沖擊式冷卻器以每分鐘1升的冷卻液流量，每100 W/cm2的溫度上升不到15°C，并提供低至0.3巴的壓降。除了性能更高、成本更低之外，Imec系統在物理上也比現有解決方案更小，這使得它更符合芯片和電子系統不斷小型化的世界。
然而，液體冷卻并不是一個新概念。IBM和克雷公司的第一臺大型主機計算機具有復雜的液體冷卻系統，其復雜性可與電子設備相媲美。事實上，克雷在制冷創新方面擁有的專利比其最大電腦的電子專利還要多。這些冷卻系統比Imec確定的創新方法占用了更多的空間。
更有效的冷卻意味著更好、更持久的性能，這意味著Imec的設計可以在短時間內成為行業標準。冷卻是高分辨率視頻和圖形系統（如多媒體或增強現實/虛擬現實（AR/VR）平臺）的中心問題。如果基于聚合物的沖擊式冷卻器能夠進入這些市場，它將成為眾所周知的彩虹盡頭的黃金罐。

總結

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