चिप के लिए लिक्विड कूलिंग थेमरल सॉल्यूशन
बढ़ती ट्रांजिस्टर घनत्व चिप की बिजली खपत को कम करती है, लेकिन ट्रांजिस्टर की उच्च घनत्व गर्मी को और अधिक केंद्रित कर देगी, और गर्मी अपव्यय की समस्या को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है। उच्च-प्रदर्शन चिप्स की गर्मी लंपटता 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 भारी ऊर्जा खपत होगी। Microsoft ने गर्मी लंपटता की दक्षता में सुधार के लिए डेटा सेंटर सर्वर को समुद्र में डालने का विकल्प चुना।
चिप पर तरल शीतलन स्थापित करने में कठिनाई तरल 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 लंपटता 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 हासिल करना मुश्किल होगा।
TSMC ने तीन अलग-अलग सिलिकॉन चैनलों का प्रस्ताव दिया और प्रासंगिक सिमुलेशन परीक्षण किए। पहली सीधी जल शीतलन विधि में, पानी का अपना संचलन चैनल होगा और सीधे चिप में उकेरा जाएगा; दूसरा यह है कि पानी के चैनल को चिप के शीर्ष पर सिलिकॉन परत पर उकेरा जाता है, और थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री (टीआईएम) की बैल (सिलिकॉन ऑक्साइड संलयन) परत का उपयोग चिप से पानी की शीतलन परत में गर्मी को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है; अंतिम थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री परत को सरल और सस्ते तरल धातु से बदलना है। प्रभाव के मामले में, पहली विधि सबसे अच्छी 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 को विमान से त्रि-आयामी तक गर्म कर देगी, जो न केवल गर्मी को अधिक केंद्रित करेगी, बल्कि बहु-परत स्टैकिंग भी गर्मी हस्तांतरण को और अधिक कठिन बना देगी। तेजी से केंद्रित गर्मी अपव्यय समस्याओं के सामने, चिप जल शीतलन और गर्मी लंपटता योजना चिप थर्मल मुद्दों की समस्या को हल करने का एक अच्छा तरीका हो सकता है।
