Микрожидкостная 3D-структура улучшит теплоотвод в мощных микросхемах

Команда из Технологического института штата Джорджия (Georgia Tech) выиграла конкурс на реализацию контракта агентства DARPA, предполагающего разработку технологии объемного охлаждения микросхем, способной справляться с тепловыми нагрузками, в 10 раз превышающими возможности существующих систем теплоотвода.

Помимо общего тепловыделения, на поверхности чипов имеются «горячие точки», в которых плотность теплового потока значительно выше усредненного значения. Сегодня не существует методик, способных надежно компенсировать такие локальные явления, и проблема становится все более злободневной по мере непрекращающегося роста мощности микросхем.

Офис технологий микросистем DARPA предоставил финансирование в размере 2,9 млн долл. сроком на три года. Итоговым результатом проекта должна стать технология, обеспечивающая рассеивание до киловатта тепла с квадратного сантиметра поверхности чипа и до 5 кВт на квадратный сантиметр — с небольших участков площадью в несколько квадратных миллиметров.

Для создания системы, способной функционировать в таком экстремальном режиме, ученым предстоит преодолеть множество технологических проблем. Среди них создание в многочиповых модулях сложной 3D-структуры каналов суб-микронной толщины, моделирование процессов течения жидкости и переноса тепла в ней, гарантирование стандартов надежности: предотвращение высыхания микроканалов при испарении охладителя, их растрескивания и утечки жидкости.

Данное исследование реализуется в рамках программы ICECool (Intrachip/Interchip Enhanced Cooling) оборонного агентства США.