चिप तरल ठंडा थर्मल समाधान

ट्रांजिस्टर का घनत्व बढ़ने से चिप की बिजली की खपत कम हो जाती है, लेकिन ट्रांजिस्टर का उच्च घनत्व गर्मी को अधिक केंद्रित कर देगा, और गर्मी अपव्यय की समस्या को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है। उच्च-प्रदर्शन वाले चिप्स की गर्मी अपव्यय ने हमेशा उद्यमों सहित सभी को त्रस्त किया है। पारंपरिक एयर कूलिंग प्लस एयर कंडीशनिंग संयोजन के अलावा, लिक्विड कूलिंग भी एक बहुत ही कुशल विकल्प है। हालांकि, एयर कंडीशनिंग और एयर कूलिंग से ऊर्जा की भारी खपत होगी। Microsoft ने गर्मी अपव्यय की दक्षता में सुधार के लिए डेटा सेंटर सर्वर को समुद्र में डालने का विकल्प चुना।

चिप पर लिक्विड कूलिंग स्थापित करने की कठिनाई लिक्विड चैनल को सीधे चिप के डिजाइन में एकीकृत करना है। शोधकर्ताओं का मानना ​​​​है कि भविष्य का समाधान सैंडविच सर्किट के बीच पानी को बहने देना है। हालांकि यह सरल लगता है, व्यवहार में इसे संचालित करना बहुत कठिन है। वर्तमान में, स्टैकिंग तकनीक का उपयोग करने वाले चिप्स के लिए गर्मी अपव्यय के लिए गैर-प्रवाहकीय तरल में विसर्जन बहुत उपयोगी है, लेकिन पारंपरिक चिप्स में इस तकनीक का उपयोग करना बहुत महंगा और बड़े पैमाने पर उत्पादन प्राप्त करना मुश्किल हो जाएगा।

TSMC ने तीन अलग-अलग सिलिकॉन चैनलों का प्रस्ताव रखा और प्रासंगिक सिमुलेशन परीक्षण किए। पहली प्रत्यक्ष जल शीतलन विधि में, पानी का अपना संचलन चैनल होगा और इसे सीधे चिप में उकेरा जाएगा; दूसरा यह है कि जल चैनल चिप के शीर्ष पर सिलिकॉन परत पर उकेरा जाता है, और थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री (TIM) बैल की परत (सिलिकॉन ऑक्साइड फ्यूजन) का उपयोग चिप से पानी की शीतलन परत में गर्मी स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है; अंतिम एक सरल और सस्ते तरल धातु के साथ थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री परत को बदलना है। प्रभाव की दृष्टि से पहली विधि सर्वोत्तम है और दूसरी विधि दूसरी है।

चिप तरल शीतलन भविष्य में अर्धचालक गर्मी लंपटता को हल करने के लिए एक महत्वपूर्ण दिशा है। आखिरकार, भविष्य में उच्च घनत्व वाले ट्रांजिस्टर और 3 डी पैकेजिंग तकनीक चिप की गर्मी को विमान से त्रि-आयामी बना देगी, जिससे न केवल गर्मी अधिक केंद्रित हो जाएगी, बल्कि बहु-परत स्टैकिंग भी गर्मी हस्तांतरण को और अधिक कठिन बना देगी। तेजी से केंद्रित गर्मी अपव्यय समस्याओं के सामने, चिप थर्मल मुद्दों की समस्या को हल करने के लिए चिप वाटर कूलिंग और गर्मी अपव्यय योजना एक अच्छा तरीका हो सकता है।