Lockheed использует микроскопические капли воды, чтобы охладить чипы с внутренней стороны

11 марта
Lockheed использует микроскопические капли воды, чтобы охладить чипы с внутренней стороны

Каждый год электронные компоненты становятся немного больше, позволяя инженерам создавать более мощные и сложные чипы. К сожалению, эти чипы также производят много тепла, поэтому необходимы новые системы охлаждения, чтобы они могли продолжать функционировать.

В рамках исследовательской программы DARPA IceCool-Applications, Lockheed Martin разрабатывает способ охлаждения мощных микрочипов с внутренней стороны с использованием микроскопических капель воды.С тех пор как первая вакуумная трубка была изобретена Джоном Флемингом в 1904 году, жара стала возмездием электроники.

Это одна из причин, почему старые радиоприемники построены как мебель и почему первые компьютеры заполняли целые комнаты. Каждый клапан был как лампа накаливания и нуждался в воздухе, чтобы циркулировать вокруг него.

Даже первые спутники с использованием твердотельных схем первого поколения требовали воздушного охлаждения.

Сегодня тепло, вырабатываемое микроэлектроникой, ограничивает ее срок службы и эффективность. Компьютерам нужны вентиляторы или другие способы циркуляции воздуха и мощные системы имеют циркуляцию оды, чтобы держать их прохладными.

К сожалению, так как чипы становятся все меньше, более компактными и более мощными, проблема отопления становится все более острой.

Сейчас мы ограничены в мощности, которую мы можем поставить в микросхемах, - говорит Джон Дитри, главным исследователь корпорации Lockheed Martin.Одной из самых больших проблем является управление теплом.

Если вы можете управлять теплом, вы можете использовать меньше чипов, что означает использование меньшего количества материала, что приводит к экономии затрат, а также уменьшению размеров и веса системы.

Если вы управляете теплом и используете одинаковое количество чипов, вы получите еще большую производительность в вашей системе.

Программа DARPA стремится отойти от обычного дистанционного охлаждения путем создания систем охлаждения, которые встроены в сами чипы. Подход Lockheed к проблеме называется «микрожидкостное охлаждение», где охлаждение осуществляется за счет интеграции системы охлаждения в чип, который использует микроскопические капли воды, чтобы привлечь тепло от схемы и направить его для снижения проводящих слоев для рассеивания.

Lockheed осуществила две фазы в развитии микрожидкого охлаждения. В фазе I капли воды были включены в мощные радиочастотные (РЧ) чипы. Используя тепловой демонстрационный штампа, команда Lockheed обнаружила, что капли рассеивают тепловой поток 1 кВт/см2 с несколькими 30 кВт/см2 в горячих точках. Проще говоря, это означает, что чип обрабатывает в четыре или пять раз больше тепла на единицу площади, чем обычные чипы.

На втором этапе команда Lockheed перешла к ВЧ усилителям высокой мощности для проверки технологии. На этом этапе усилитель продемонстрировал шестикратное увеличение выходной мощности РЧ, но по-прежнему работал холоднее, чем обычно охлаждаемая версия.

Lockheed говорит, что в настоящее время строит полностью функциональное, микро-гидродинамическое охлаждение, передающее антенны прототипа для дальнейшего развития технологии.

Полностью разработанное, микрожидкостное охлаждение может иметь применение в радиоэлектронной технике, радиолокационных станциях, высокопроизводительных компьютерах и серверах баз данных.

Источник

Просмотров: 308