Технології

Вчені створили мікросхеми із вбудованими системами охолодження

Alain Herzog, EPFL / New Scientist

Alain Herzog, EPFL / New Scientist

Дослідники продемонстрували нову вбудовану систему водяного охолодження мікросхем, про яку вони пишуть у журналі Nature. Така технологія повинна забезпечити подальшу мініатюризацію електроніки та значно зменшивши споживання енергії. Крім того, усуваючи необхідність у великих зовнішніх тепловідводах, цей підхід дозволить створювати дуже компактні перетворювачі електричної енергії, інтегровані на одній мікросхемі.

Як працюють звичайні охолоджувачі?

Кількість транзисторів на квадратний міліметр у мікросхемах, а отже, і швидкість та можливості пристроїв, що їх використовують, зростали за останні кілька десятиліть. Але разом із цим мікрочіпи нагріваються швидше, що врешті-решт обмежує їхній подальший розвиток. По мірі нагрівання мікросхем вони створюють більше помилок у роботі пристроїв, і починають відбуватися захисні процеси уповільнення. Наразі для охолодження мікросхем використовуються металеві радіатори, що проводять тепло і виділяють його назовні. Цей процес часто прискорюється за допомогою кулерів, які мають більшість комп’ютерів, або інших систем охолодження. Оскільки радіатори набагато більш громіздкі та важчі за самі мікросхеми, вони є ключовим обмежуючим фактором для полегшення та компактності електронних пристроїв.

EPFL 2020 / YouTube

EPFL 2020 / YouTube

Що пропонують вчені?

Щоб вирішити цю проблему, команда дослідників розробила мікроскопічну мережу труб, яка вбудована у мікросхему, позбавляючи потреби в радіаторах та інших зовнішніх механізмах охолодження. Труби відводять тепло від джерела, перекачуючи незначний об’єм води через мікрочіп. Під час тестування технології команда виявила, що коефіцієнт продуктивності охолодження мікросхеми із вбудованою системою у 50 разів більший, ніж при використанні звичайних методів.

Без радіаторів, які займають простір, можна буде розробити більш ефективні та компактні пристрої, які можуть значно зменшити споживання електроенергії.