英國《自然》雜志9日發(fā)表一項電子學(xué)重磅研究,瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)研究團(tuán)隊報告了首個微芯片內(nèi)的集成液體冷卻系統(tǒng),這種新系統(tǒng)與傳統(tǒng)的電子冷卻方法相比,表現(xiàn)出了優(yōu)異的冷卻性能。這一成果意味著,通過將液體冷卻直接嵌入電子芯片內(nèi)部來控制電子產(chǎn)品產(chǎn)生的熱量,將是一種前景可觀、可持續(xù),并且具有成本效益的方法。
隨著全世界數(shù)據(jù)生成和通信速率不斷提高,以及不斷努力減小工業(yè)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的尺寸和成本,人們對小型設(shè)備的需求與日俱增,這使得電子電路的冷卻變得極具挑戰(zhàn)性。
一般而言,水系統(tǒng)可用于冷卻電子器件,但這種冷卻方式效率低下,而且對環(huán)境的影響越來越大。例如,僅美國的數(shù)據(jù)中心每年就使用24太瓦時的電力和1000億升水進(jìn)行冷卻,這與費城這樣規(guī)模的城市的用水量相當(dāng)。
工程師認(rèn)為,將液體冷卻直接嵌入微芯片內(nèi)部,是一種很有前途和吸引力的方法,但目前的設(shè)計包括單獨的芯片制造系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng),因而限制了冷卻系統(tǒng)的效率。
鑒于此,洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院研究人員埃利松·梅提奧里及其同事,此次描述了一種全新集成冷卻方法,對其中基于微流體的散熱器與電子器件進(jìn)行了共同設(shè)計,并在同一半導(dǎo)體襯底內(nèi)制造。研究人員報告稱,其冷卻功率最高可達(dá)傳統(tǒng)設(shè)計的50倍。
電子電路的冷卻被認(rèn)為是未來電子產(chǎn)品最主要挑戰(zhàn)之一。團(tuán)隊總結(jié)稱,一般冷卻時通常會產(chǎn)生巨大的能量和水消耗,對環(huán)境的影響越來越大,而現(xiàn)在人們需要新技術(shù)以更可持續(xù)的方式進(jìn)行冷卻,換句話說,需要更少的水和能源。
對于此次的新成果,研究人員認(rèn)為,這可以使電子設(shè)備進(jìn)一步小型化,有可能擴(kuò)展摩爾定律并大大降低電子設(shè)備冷卻過程中的能耗。他們表示,通過消除對大型外部散熱器的需求,這種方法還可以使更多的緊湊電子設(shè)備(如電源轉(zhuǎn)換器)集成到一個芯片上。
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原文標(biāo)題:首個微芯片內(nèi)集成液體冷卻系統(tǒng)問世
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