محلول خنک کننده مایع برای تراشه
افزایش تراکم ترانزیستور مصرف برق تراشه را کاهش می دهد، اما چگالی بالای ترانزیستور باعث تمرکز بیشتر گرما می شود و مشکل اتلاف گرما را نمی توان نادیده گرفت. اتلاف گرما از تراشه های با کارایی بالا همیشه همه از جمله شرکت ها را آزار می دهد. علاوه بر ترکیب خنک کننده سنتی هوا و تهویه مطبوع، خنک کننده مایع نیز یک انتخاب بسیار کارآمد است. با این حال، تهویه مطبوع و خنک کننده هوا مصرف انرژی زیادی را به همراه خواهد داشت. مایکروسافت تصمیم گرفت سرور مرکز داده را در دریا قرار دهد تا کارایی اتلاف گرما را بهبود بخشد.
مشکل نصب خنک کننده مایع روی تراشه، ادغام کانال مایع به طور مستقیم در طراحی تراشه است. محققان بر این باورند که راه حل آینده این است که اجازه دهیم آب بین مدارهای ساندویچی جریان یابد. اگرچه ساده به نظر می رسد، اما در عمل بسیار دشوار است. در حال حاضر غوطه ور شدن در مایع نارسانا برای اتلاف گرما برای تراشه های با استفاده از فناوری انباشتگی بسیار مفید است، اما استفاده از این فناوری در تراشه های سنتی بسیار پرهزینه و دستیابی به تولید انبوه دشوار خواهد بود.
TSMC سه کانال سیلیکونی مختلف را پیشنهاد کرد و آزمایش‌های شبیه‌سازی مربوطه را انجام داد. در اولین روش خنک کننده مستقیم آب، آب کانال گردشی خاص خود را دارد و مستقیماً در تراشه حک می شود. دوم این است که کانال آب به لایه سیلیکونی در بالای تراشه حک می شود و لایه ماده رابط حرارتی (TIM) از ox (همجوشی اکسید سیلیکون) برای انتقال گرما از تراشه به لایه خنک کننده آب استفاده می شود. آخرین مورد جایگزینی لایه ماده رابط حرارتی با فلز مایع ساده و ارزان است. از نظر تاثیر، روش اول بهترین و روش دوم روش دوم است.
خنک کننده مایع تراشه یک جهت مهم برای حل اتلاف گرمای نیمه هادی در آینده است. از این گذشته، ترانزیستورهای با چگالی بالاتر و فناوری بسته بندی سه بعدی در آینده، گرمای تراشه را از صفحه به سه بعدی تبدیل می کند، که نه تنها گرما را متمرکزتر می کند، بلکه انباشته شدن چند لایه نیز انتقال حرارت را دشوارتر می کند. در مواجهه با مشکلات اتلاف گرما به طور فزاینده ای متمرکز، طرح خنک کننده آب تراشه و اتلاف گرما ممکن است راه خوبی برای حل مشکل مسائل حرارتی تراشه باشد.
