DIgital Tхромать Tанк (DTT)

Совместная разработка электроники и микрофлюидики для более устойчивого охлаждения

Управление температурным режимом - одна из важнейших задач будущего электроники. С постоянно увеличивающейся скоростью генерации данных и обмена данными, а также с постоянным стремлением уменьшить размер и стоимость промышленных преобразовательных систем, удельная мощность электроники увеличилась. В результате охлаждение с его огромным потреблением энергии и воды оказывает растущее воздействие на окружающую среду, и необходимы новые технологии для более устойчивого производства тепла, то есть с меньшим потреблением воды и энергии. Встраивание жидкостного охлаждения непосредственно в чип - многообещающий подход для более эффективного управления температурой. Однако даже при использовании самых современных подходов электроника и охлаждение рассматриваются отдельно, так что весь потенциал энергосбережения встроенного охлаждения остается неиспользованным.

Совместно разработанное электрическое устройство с микрожидкостным охлаждением

Исходное изображение: Природа 585 году, 211216 (2020)

Здесь исследователи показывают, что путем совместного проектирования микрофлюидики и электроники на одной полупроводниковой подложке они могут создать монолитно интегрированную разнообразную микроканальную охлаждающую структуру с эффективностью, превышающей то, что доступно в настоящее время. Их результаты показывают, что тепловые потоки более 1,7 киловатт на квадратный сантиметр могут рассеиваться с мощностью насоса всего 0,57 ватт на квадратный сантиметр. Они наблюдали беспрецедентный коэффициент полезного действия (более 10.000 1) для однофазного водяного охлаждения тепловых потоков более 50 киловатт на квадратный сантиметр, что соответствует увеличению в 16 раз по сравнению с прямыми микроканалами, а также очень высоким среднее число Нуссельта, равное XNUMX. Предлагаемая технология охлаждения должна позволить дальнейшую миниатюризацию электроники, посредством чего закон Мура может быть расширен, а потребление энергии на охлаждение электроники может быть значительно снижено. Кроме того, исключая большие внешние радиаторы, этот подход должен позволить реализовать очень компактные преобразователи мощности, интегрированные на одном кристалле.