Integruota mikroschemos aušinimo technologija
Nesvarbu, ar tai būtų duomenų centrai, superkompiuteriai ar nešiojamieji kompiuteriai: didelis šilumos kiekis, kurį sukuria lustai ir kiti puslaidininkiniai komponentai, yra viena didžiausių šiuolaikinių elektronikos gaminių problemų. Viena vertus, tai riboja komponentų veikimą ir struktūrinį tankį. Kita vertus, pats aušinimo procesas sunaudoja daug energijos, kuri sunaudojama aušinimo ventiliatoriams ar aušinimo skysčio siurbliams.
Norėdami išspręsti šią problemą, mokslininkai tiria būdus, kaip pagerinti šilumos perdavimo iš lusto į aušinimo skystį efektyvumą. Pavyzdžiui, metalas su geresniu šilumos laidumu naudojamas kaip kontaktinis paviršius tarp aušinimo sistemos ir lusto. Tačiau visų metodų efektyvumas praeityje nėra labai didelis, o gerėjant šilumos išsklaidymo efektyvumui, šilumos išsklaidymo sistemos sudėtingumas ir gamybos sąnaudos taip pat didėja eksponentiškai.
Dabar Šveicarijos mokslininkai pagaliau rado geresnį būdą išrasti lustą, kuriam nereikia išorinio aušinimo. Puslaidininkyje integruoti mikrovamzdeliai aušinimo skystį nukreips tiesiai aplink tranzistorių, o tai ne tik labai pagerina lusto šilumos išsklaidymo efektą, bet ir taupo energiją bei padaro būsimus elektronikos gaminius ekologiškesnius. Šio integruoto aušinimo gamyba yra pigesnė nei ankstesnio proceso.
Šio sprendimo principas – vietoj aušinimo iš lusto išorės, lustas aušinamas tiesiai viduje. Aušinimo skystis teka per puslaidininkinėje medžiagoje integruotus mikrovamzdelius iš apačios, o tai reiškia, kad tranzistoriaus, kaip šilumos šaltinio, generuojama šiluma bus tiesiogiai išsklaidyta. Mikrokanalas tiesiogiai liečiasi su lusto tranzistoriais, o tai užtikrina geresnį šilumos šaltinio ir aušinimo kanalo ryšį. Trimatės aušinimo kanalo šakos taip pat prisideda prie aušinimo skysčio paskirstymo ir sumažina slėgį, reikalingą aušinimo skysčio cirkuliacijai.
Preliminarus aušinimo sistemos bandymas rodo, kad viename kvadratiniame centimetre ji gali išsklaidyti daugiau nei 1,7 kW šilumos ir tik 0,57 vatų siurblio galios kvadratiniam centimetrui. Tai yra žymiai mažesnė galia, reikalinga išoriniams ėsdinimo aušinimo kanalams. „Pastebėtas aušinimo pajėgumas viršija vieną kilovatą kvadratiniam centimetrui, o tai prilygsta 50 kartų didesniam efektyvumui, palyginti su išoriniu šilumos išsklaidymu“, – teigė mokslininkai.
Integruotas mikroschemos aušinimas turi dar vieną privalumą: jis yra pigesnis nei iš išorės pridedamas aušinimo įrenginys. Kadangi aušinimo mikro kanalų ir lustų grandinės gali būti tiesiogiai įvedamos į puslaidininkius gamyboje, gamybos sąnaudos yra mažesnės. Dėl šios viduje aušinamos mikroschemos būsimi elektroniniai gaminiai bus kompaktiškesni ir taupesni.
