چالش حرارتی تراشه

انرژی مصرف شده توسط نیمه هادی ها گرما تولید می کند که باید از تجهیزات حذف شود، اما چگونگی دستیابی به این امر به طور موثر یک کار چالش برانگیز است. با افزایش چگالی ترانزیستورها، این کار دشوارتر می شود.

مواد و طراحی خود پتانسیل بهبود را دارند، زیرا می توانند گرمای بیشتری را از طریق رسانایی تجهیزات اتلاف حرارت منتقل کنند. چالش این است که مگر اینکه از سرورهای بزرگ استفاده کنیم، فضای حرارتی اطراف این دستگاه ها بسیار کوچک است. شما باید بهبود مواد، استفاده هوشمندانه از فضای حرارتی اطراف تراشه ها، بسته بندی ها یا PCB ها را در نظر بگیرید. آنچه شما واقعاً می خواهید انجام دهید این است که رسانایی و سرعت انتقال حرارت را بهبود ببخشید.

گرما می تواند از بالای بسته خارج شود و سپس وارد هیت سینک شود یا از پایین و PCB متصل به آن صادر شود. وقتی فضا محدود باشد، همه چیز سخت تر می شود. بسته به طراحی خاص، این هدف را می توان به روش های مختلفی دست یافت. به عنوان مثال، در گوشی های هوشمند، استفاده از فیلم های بسیار رسانا مانند فیلم های گرافیت یا گرافن به دلیل کوچکترین حجم سیستم و اتلاف گرمای موثر بسیار رایج است. در زمینه زیرساخت، استفاده از صفحات خیساندن سه بعدی فعال و غیرفعال می تواند در محدوده صدها وات کار کند.

در یک تراشه واحد، ما زمان‌بندی و تأیید قدرت را در سطح فهرست شبکه انجام می‌دهیم. در زمینه IC 3D، این ممکن است غیر عملی شود، بنابراین ویژگی های مقاومت تراشه ها از طریق مدل های حرارتی، به منظور درک هر جزئیات هندسی موجود در تراشه. در نهایت، طراحی و بسته بندی را با هم ترکیب می کند و برخی از مدل های تراشه از این طریق تولید می شوند.

بسیاری از تراشه ها با موانع حرارتی روبرو هستند و حل این مشکل آسان نیست. ما می توانیم تراشه های باورنکردنی طراحی و تولید کنیم، اما آنها ذوب می شوند. این یک محدودیت تولید نیست و نه یک محدودیت طراحی است. این یک محدودیت فیزیکی است و ما نمی توانیم گرمای بیشتری منتشر کنیم. اگرچه راه‌حل‌های منحصربه‌فردی را می‌توان در برنامه‌های خاص مورد استفاده قرار داد، بیشتر بازارها باید راه‌هایی برای انجام کارهای بیشتر با منابع کمتر پیدا کنند، که به معنای عملکرد بیشتر در هر وات است. هزینه مربوط به این بسیار بیشتر از راه حل های قبلی است.