Τεχνολογία Chip Cooling
Στην ανάπτυξη του εξοπλισμού ημιαγωγών, η καινοτομία του εξοπλισμού και η βελτίωση της τεχνολογίας θα αντιμετωπίζουν πάντα διαφορετικές δυσκολίες και προβλήματα. Ένας μικρός αριθμός τρανζίστορ μπορεί να μην έχει μεγάλη επίδραση στην αξιοπιστία, αλλά η θερμότητα που παράγεται από δισεκατομμύρια τρανζίστορ θα επηρεάσει την αξιοπιστία. Η υψηλή χρήση θα αυξήσει την απαγωγή θερμότητας, αλλά η πυκνότητα θερμότητας θα επηρεάσει κάθε προηγμένο τσιπ κόμβου και πακέτο, που χρησιμοποιούνται σε έξυπνα τηλέφωνα, τσιπ διακομιστή, ar/vr και πολλές άλλες συσκευές υψηλής απόδοσης. Για όλα αυτά, η διάταξη DRAM και η απόδοση είναι πλέον τα κύρια ζητήματα σχεδιασμού.
Εκτός από τη DRAM, η θερμική διαχείριση έχει γίνει κρίσιμη για όλο και περισσότερα τσιπ. Είναι ένας από τους ολοένα και περισσότερους αλληλένδετους παράγοντες που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη σε όλη τη διαδικασία ανάπτυξης. Η βιομηχανία συσκευασίας αναζητά επίσης τρόπους επίλυσης του προβλήματος της απαγωγής θερμότητας. Η επιλογή της καλύτερης μεθόδου συσκευασίας και η ενσωμάτωση τσιπ σε αυτήν είναι πολύ σημαντική για την απόδοση. Τα εξαρτήματα, το πυρίτιο, το TSV, οι κολώνες χαλκού κ.λπ. έχουν όλα διαφορετικό συντελεστή θερμικής διαστολής (TCE), ο οποίος θα επηρεάσει την απόδοση της συναρμολόγησης και τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία.
Η επιλογή του TIM:
Στη συσκευασία των τσιπ, περισσότερο από το 90 τοις εκατό της θερμότητας εκπέμπεται από την κορυφή του τσιπ στο ψυγείο μέσω της συσκευασίας, η οποία είναι συνήθως ένα υπόστρωμα από ανοδιωμένο αλουμίνιο με κάθετα πτερύγια. Ένα υλικό θερμικής διεπαφής (TIM) με υψηλή θερμική αγωγιμότητα τοποθετείται μεταξύ του τσιπ και της συσκευασίας για να βοηθήσει στη μεταφορά θερμότητας. Η επόμενη γενιά Tim για CPU περιλαμβάνει κράμα λαμαρίνας (όπως ίνδιο και κασσίτερο) και πυροσυσσωματωμένο ασήμι, με ισχύ αγωγιμότητας 60w/mk και 50w/mk αντίστοιχα.
Κανάλι ψύξης Micro Chip:
Τώρα, Ελβετοί ερευνητές βρήκαν επιτέλους έναν καλύτερο τρόπο να εφεύρουν ένα τσιπ που δεν χρειάζεται εξωτερική ψύξη. Οι μικροσωληνίσκοι που είναι ενσωματωμένοι στον ημιαγωγό θα φέρουν το ψυκτικό υγρό απευθείας γύρω από το τρανζίστορ, το οποίο όχι μόνο βελτιώνει σημαντικά την επίδραση απαγωγής θερμότητας του τσιπ, αλλά εξοικονομεί ενέργεια και κάνει τα μελλοντικά ηλεκτρονικά προϊόντα πιο φιλικά προς το περιβάλλον. Η παραγωγή αυτής της ολοκληρωμένης ψύξης είναι φθηνότερη από την προηγούμενη διαδικασία.
Η αρχική ιδέα πίσω από την προηγμένη συσκευασία είναι ότι μπορεί να λειτουργήσει σαν τουβλάκια Lego - μικρά τσιπ που αναπτύσσονται σε διαφορετικούς κόμβους διεργασίας μπορούν να συναρμολογηθούν μαζί και να μειώσουν τα θερμικά προβλήματα. Ωστόσο, από την άποψη της απόδοσης και της ισχύος, η απόσταση που χρειάζεται να μεταδοθεί το σήμα είναι πολύ σημαντική και το κύκλωμα που είναι πάντα ανοιχτό ή πρέπει να παραμείνει μερικώς σκοτεινό θα επηρεάσει τα θερμικά χαρακτηριστικά. Δεν είναι τόσο απλό όσο φαίνεται να είναι να χωρίσετε το καλούπι σε πολλά μέρη μόνο για να βελτιώσετε την απόδοση και την ευελιξία. Κάθε διασύνδεση στο πακέτο πρέπει να βελτιστοποιηθεί και το hotspot δεν περιορίζεται πλέον σε ένα μόνο τσιπ.
Συνολικά, όσον αφορά την τάση ανάπτυξης, τα τσιπ DRAM βελτιώνουν την πυκνότητα αποθήκευσης ελαχιστοποιώντας τη διαδικασία κατασκευής για την τεχνολογία των τσιπ αποθήκευσης. Για τα προϊόντα αποθήκευσης, θα αναπτυχθούν προς την κατεύθυνση της υψηλής ταχύτητας και της μεγάλης χωρητικότητας στο μέλλον και η απόδοση του προϊόντος θα συνεχίσει να βελτιώνεται. Για τον τομέα εφαρμογών των προϊόντων αποθήκευσης, ο υπολογιστής, το κινητό τηλέφωνο 5g, η φορητή συσκευή και η ασφάλεια είναι οι κύριες τάσεις ανάπτυξης στα παραδοσιακά πεδία εφαρμογών και το κέντρο δεδομένων, το έξυπνο σπίτι και το έξυπνο αυτοκίνητο είναι οι κύριες τάσεις ανάπτυξης στα αναδυόμενα πεδία εφαρμογών. Ως εκ τούτου, η βιομηχανία συσκευασίας θα συνεχίσει να προωθεί την έρευνα και την ανάπτυξη τεχνολογίας ψύξης τσιπ.
