Chlazení čipu vodou snižuje jeho teplotu o 60 %

Pracovníci univerzity Georgia Tech přišli s nápadem, jak chladit výkonné elektronické součástky pomocí kapaliny. V horní straně pouzdra FPGA součástky vytvořili miniaturní kanálky, kterými proudí chladicí kapalina přivedená k povrchu součástky pomocí připevněné napájecí soupravy. Voda, která představuje jednu z možných chladicích kapalin, se dostává velmi blízko ke zdroji tepla uvnitř integrovaného obvodu a součástku účinně chladí.

Tato technologie chlazení otevírá nové možnosti vývoje vysoce integrovaných součástek s velkým výkonem, které by tak již nevyžadovaly rozměrný chladič nebo ventilátor. Zkušební FPGA, která byla vytvořena ve spolupráci s výrobcem součástek Altera, vykazovala až o 60 % nižší teplotu v porovnání s tradičními metodami chlazení.

Podle profesora Muhannada Bakira z Georgia Tech School of Electrical and Computer Engineering je novým způsobem chlazení odstraněna překážka k vývoji vysoce výkonných polovodičových systémů, které by byly velmi kompaktní a energeticky účinné. Věří, že se spolehlivé integrování chladicích kanálků přímo na křemíkový čip stane technologií pro novou generaci elektroniky.

Výzkum chlazení součástek je podpořen agenturou Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).

K vytvoření ukázkového chladicího systému vyleptali na Georgia Tech chladicí kanálky o rozměrech zhruba 100 μm do silikonové podložky, která byla potom připevněna na horní stranu součástky. Přívod chladicí kapaliny zajistil přívodní systém přichycený k podložce (viz obr. 1).

Při testu s vodou o teplotě asi 20 °C a průtoku 147 ml/ min. pracoval obvod FPGA při teplotě nižší než 24 °C v porovnání s 60 °C u stejné součástky chlazené vzduchem. Chladicí systém byl vyroben v laboratoři Georgia Tech Institute of Electronics and Nanotechnology.

Více informací: www.rh.gatech.edu/front-office/liquid-cooling-moves-chip