Imec推出高性能芯片的低成本冷却解决方案

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

3D打印冷却器优于传统解决方案

随着芯片和电子系统不断跨过越来越高性能的门槛，它们需要管理一个不可避免的副产品：热。随着传统的冷却方法越来越不有效，芯片设计师和制造商正在寻找高效、经济的解决方案来解决他们的冷却问题。国际合作研究中心Imec最近推出了一种创新的新冷却技术，可以提供答案。

目前的冷却解决方案依靠热交换器和附在芯片背面的撒布器，使热量沿着芯片表面均匀分布。这是一个重要的考虑因素-任何温差都会降低性能和长期生存能力，使直接冷却芯片成为一个不太理想的解决方案。

液体冷却液必须均匀地分布在芯片表面并垂直于芯片表面，以保持相同的温度并缩短冷却时间——这一过程通常由冲击式冷却器执行。Imec说，这些基于冲击的冷却系统通常都是硅基的，因此生产成本低。

Imec解决这一长期问题的方法是使用高分辨率立体光刻3D打印机生产的聚合物基冲击式芯片冷却器，喷嘴尺寸仅为300µm。喷嘴图案设计可根据芯片设计规范进行定制。Imec说，通过使用3D打印机，整个结构可以打印为一个单独的部分，大大减少了生产时间和成本。

新设计的性能大大超过了行业标准。虽然更传统的冷却系统和热界面材料可使温度升高20°C至50°C，但Imec冲击式冷却器以每分钟1升的冷却液流量，每100 W/cm2的温度上升不到15°C，并提供低至0.3巴的压降。除了性能更高、成本更低之外，Imec系统在物理上也比现有解决方案更小，这使得它更符合芯片和电子系统不断小型化的世界。

然而，液体冷却并不是一个新概念。IBM和克雷公司的第一台大型主机计算机具有复杂的液体冷却系统，其复杂性可与电子设备相媲美。事实上，克雷在制冷创新方面拥有的专利比其最大电脑的电子专利还要多。这些冷却系统比Imec确定的创新方法占用了更多的空间。

更有效的冷却意味着更好、更持久的性能，这意味着Imec的设计可以在短时间内成为行业标准。冷却是高分辨率视频和图形系统（如多媒体或增强现实/虚拟现实（AR/VR）平台）的中心问题。如果基于聚合物的冲击式冷却器能够进入这些市场，它将成为众所周知的彩虹尽头的黄金罐。