Мы привыкли к тому, что современные чипы становятся всё "горячей". Несмотря на совершенствование технологий производства, растёт и сложность самих чипов, а, соответственно, и количество транзисторов. Пока с охлаждением справляются воздушные и (там где этого мало) водяные системы охлаждения. Но что будет через 10 лет?
Казалось бы, нелепая идея об охлаждении интегральных схем (ИС) изнутри, была реализована инженерами университета Пэрдью (Purdue University). Им удалось "имплантировать" в интегральную схему микронасос, который обеспечивает циркуляцию хладагента по микроканалам, созданным внутри чипа. Таким образом, для MEMS (MicroElectroMechanical Systems, микроэлектромеханические системы) нашлось ещё одно весьма перспективное применение.
Профессор Суреш Гаримелла (Suresh Garimella), директор исследовательского центра технологий охлаждения университета (Cooling Technologies Research Center), сказал, что MEMS-насос является наиболее инновационной разработкой в их технологии. Всю систему охлаждения удалось интегрировать в чип размером порядка 1 см².
С. Гаримелла держит в руках прототип устройства
Прототип содержит множество микроканалов диаметром порядка 100 мкм, заполненных водой. Каналы покрыты сотнями электродов, на которые волнообразно подаётся наряжение. Создаваемое электрическое поле заряжает молекулы воды, которые затем движутся месте с плавающим полем, создавая течение хладагента.
Дополнительно ускорить поток разработчики смогли, добавив тонкий слой из пьезоэлектрика к "потолку" каналов. Пьезоэлектрик работает, как диафрагма, сжимаясь и расширяясь при подаче напряжения, создавая дополнительный поток хладагента. В прототипе это помогло увеличить КПД насоса на 13%, но математическая модель, созданная учёными, говорит о теоретической возможности прибавки в 100% и больше.
"Электрогидродинамика - достаточно старая наука, но только с помощью MEMS удалось создать систему охлаждения подобных размеров", - заявил Гаримелла. Конечно же, всё далеко не гладко. Есть масса вопросов, которые необходимо решить, чтобы технология стала массовой. В частности, математические модели весьма сложных физических процессов, происходящих в подобных микросистемах, требуют дальнейшей доработки. Другим моментом является проблема герметизации каналов, являющаяся одним из препятствий для серийного производства. Умолчали инженеры и о том, как охлаждается сам хладагент...
Дождёмся мы "микроводянок" или же дружно перейдём на азот - покажет время. А времени разработчикам понадобится много...
Источник: SuvalleyNews