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微流控冷却技术或可阻止摩尔定律的终结
2016-06-06 12:51:28   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

微流控冷却方法的独创性在于,它结合了芯片内 芯片间的微流控冷却和芯片上的热互连。洛克希德马丁公司凭借对该技术的信心,已经设计并制作了一款具有微流控冷却功能的发射天线。洛克希德马丁公司还与Qorvo公司合作,将其热量管理解决方案集成到Qorvo公司的高性能GaN工艺中。

微流控冷却技术或可阻止摩尔定律的终结

现有技术无法有效解决芯片的散热问题,已经逐渐成为摩尔定律即将终结的首要原因。

随着市场对数字处理速度的要求不断提高,科学家和工程师们正努力将更多的晶体管和支持电路集成到已经很“拥挤”的硅芯片上。然而,随着芯片越来越复杂,其散热问题也日渐突出。

“现在,我们已经很难再提升芯片的处理能力,”洛克希德马丁公司首席研究员John Ditri在新闻稿中说,“其中最大的挑战之一便是芯片的热量管理。如果能够处理好芯片的散热问题,就能使用更少的芯片,这也意味着更少的材料、更低的成本、更小的系统尺寸以及重量。如果能处理好系统散热问题,在使用相同数量的芯片的情况下,就能得到更强大的系统性能。”

微流控冷却技术或许能够解决散热问题

麦姆斯咨询报道,为了寻求其它解决方案,美国国防先进研究项目局(DARPA)发起了一项名为ICECool应用(芯片内/芯片间加强冷却)的项目。美国总务管理局(GSA)网站FedBizOpps.gov关于该项目的报道中称:“ICECool项目正在探索一种颠覆性的热量管理技术,将解决军用电子系统运行时的热量限制,同时显著的降低军用电子系统的尺寸、重量和系统功耗。”

该冷却方法的独创性在于,它结合了芯片内/芯片间的微流控冷却和芯片上的热互连。

微流控冷却技术或可阻止摩尔定律的终结

DARPA关于ICECool应用项目的公告指出:“这些芯片内/芯片间的微型通道(上图显示)可以采用轴向微通道、径向通道和(或)横流通道,还可加入微孔和多支管结构用于分配和改变液体流动方向,包括采用局部液体喷射等最有利的方法来满足特定的热通量和热量密度指标。”

通过利用上述技术,洛克希德马丁公司的工程师们用实验证明了片上冷却(on-chip cooling)技术的显著冷却效果。洛克希德马丁公司在新闻中称:“ICECool项目的第一阶段,利用洛克希德马丁嵌入式微流控冷却方法对热量演示芯片进行冷却,多个局部30 kW/cm2热点的芯片散热速率达到1 kW/cm2芯片级热通量,证实洛克希德马丁嵌入式微流控冷却方法使芯片热阻降低了4倍。

在项目的第二阶段,工程师们将该技术应用到了射频放大器上。洛克希德马丁公司在新闻中继续描述道:“研究小组通过实验证实,对同一个射频放大器,利用ICECool技术相比传统的冷却方法,使其射频输出功率提高了6倍。”

走向量产

洛克希德马丁公司凭借对该技术的信心,已经设计并制作了一款具有微流控冷却功能的发射天线。洛克希德马丁公司还与Qorvo公司合作,将其热量管理解决方案集成到Qorvo公司的高性能GaN工艺中。

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