فناوری جدید چینی‌ها برای خنک‌سازی تراشه‌ها؛ رکوردی چشمگیر در دفع گرما

به گزارش ایتنا و به نقل از Interesting Engineering، پژوهشگران دانشگاه پکن در چین، سامانه‌ای تعبیه‌شده برای خنک‌سازی تراشه‌های الکترونیکی توسعه داده‌اند که از مایعی عایق الکتریکی برای دفع گرما استفاده می‌کند. این فناوری در آزمایش‌های اولیه به شار گرمای بحرانی ۱۵۷۰ وات بر سانتی‌متر مربع رسیده است؛ رقمی که توانایی چشمگیر آن در انتقال حرارت را نشان می‌دهد. خنک‌سازی نزدیک به نقاط داغ تراشه مدارهای مجتمع از اجزای به‌هم‌پیوسته‌ای تشکیل شده‌اند که اطلاعات را پردازش می‌کنند یا سیگنال‌های الکتریکی را کنترل می‌کنند. فعالیت این اجزا گرما تولید می‌کند و دفع مؤثر آن برای حفظ عملکرد و افزایش عمر تجهیزات ضروری است. در این روش، ریزکانال‌هایی درون زیرلایهٔ تراشه ایجاد می‌شوند تا مایع خنک‌کننده به نواحی داغ نزدیک‌تر شود. آب ظرفیت مناسبی برای انتقال گرما دارد، اما رسانایی الکتریکی احتمالی آن می‌تواند به اجزای الکترونیکی آسیب برساند. بر این اساس، گروه پژوهشی به‌جای آب از مایع عایق «اچ‌اف‌ای ۷۱۰۰» استفاده کرده است؛ مایعی که هنگام جوشیدن، گرما را جذب می‌کند و بخشی از آن به بخار تبدیل می‌شود. مسیرهای جداگانه برای مایع و بخار در طراحی این سامانه، ورودی‌های افقی مایع تازه را به کانال‌ها می‌رسانند و خروجی‌های عمودی، تخلیهٔ بخار را تسهیل می‌کنند. این آرایش به تأمین پیوستهٔ مایع خنک‌کننده و انتقال سریع‌تر گرما کمک می‌کند. گفتنی است شار گرمای بحرانی، آستانه‌ای است که پس از عبور از آن، جوشش دیگر نمی‌تواند خنک‌سازی مؤثری فراهم کند. پژوهشگران می‌گویند روش‌های پیشین خنک‌سازی با مایعات عایق معمولاً به کمتر از ۱۰۰۰ وات بر سانتی‌متر مربع محدود بوده‌اند. بااین‌حال، هنوز آزمایش‌های طولانی‌مدت روی تجهیزات تجاری لازم است تا پایداری و کارایی این فناوری مشخص شود. به گفتهٔ پژوهشگران، استفاده از فناوری سامانه‌های میکروالکترومکانیکی می‌تواند ادغام این روش با فرایندهای متداول ساخت نیمه‌رساناها و توسعهٔ آن برای نسل‌های آیندهٔ تجهیزات الکترونیکی را امکان‌پذیر کند.