Tehnologija hlađenja čipova
U razvoju poluvodičke opreme, inovacija opreme i poboljšanje tehnologije uvijek će se suočavati s različitim poteškoćama i problemima. Mali broj tranzistora možda neće imati velik utjecaj na pouzdanost, ali toplina koju stvaraju milijarde tranzistora utjecat će na pouzdanost. Visoka iskorištenost povećat će rasipanje topline, ali gustoća topline utjecat će na svaki napredni čvorni čip i paket koji se koriste u pametnim telefonima, poslužiteljskim čipovima, ar/vr i mnogim drugim uređajima visokih performansi. Za sve njih, raspored DRAM-a i izvedba sada su primarna razmatranja dizajna.
Uz DRAM, upravljanje toplinom postalo je kritično za sve više i više čipova. To je jedan od sve više međusobno povezanih čimbenika koji se moraju uzeti u obzir u cijelom procesu razvoja. Industrija pakiranja također traži načine za rješavanje problema rasipanja topline. Odabir najboljeg načina pakiranja i integracija čipova u njega vrlo je važan za učinak. Komponente, silicij, TSV, bakreni stupovi itd. imaju različite koeficijente toplinske ekspanzije (TCE), što će utjecati na iskorištenje sklopa i dugoročnu pouzdanost.
Izbor TIM-a:
U paketu čipa, više od 90 posto topline emitira se od vrha čipa do radijatora kroz paket, koji je obično anodizirana aluminijska podloga s okomitim rebrima. Termalni međusklopni materijal (TIM) s visokom toplinskom vodljivošću postavljen je između čipa i paketa kako bi pomogao prijenos topline. Sljedeća generacija Tim za CPU uključuje metalne legure (kao što su indij i kositar) i srebrni sinterirani kositar, sa snagom vodljivosti od 60 W/mk odnosno 50 W/mK.
Micro Chip kanal za hlađenje:
Sada su švicarski istraživači konačno pronašli bolji način da izmisle čip koji ne treba vanjsko hlađenje. Mikrotubule integrirane u poluvodič dovodit će tekućinu za hlađenje izravno oko tranzistora, što ne samo da uvelike poboljšava učinak rasipanja topline čipa, već također štedi energiju i buduće elektroničke proizvode čini ekološki prihvatljivijima. Proizvodnja ovog integriranog hlađenja je jeftinija od prethodnog procesa.
Izvorna ideja koja stoji iza naprednog pakiranja je da može funkcionirati poput Lego kockica - mali čipovi razvijeni na različitim procesnim čvorovima mogu se sastaviti zajedno i mogu smanjiti probleme s toplinom. Međutim, iz perspektive performansi i snage, udaljenost koju signal treba odašiljati vrlo je važna, a strujni krug koji je uvijek otvoren ili treba biti djelomično zatamnjen utjecat će na toplinske karakteristike. Nije tako jednostavno kao što se čini podijeliti kalup na više dijelova samo da bi se poboljšao učinak i fleksibilnost. Svaka interkonekcija u paketu mora biti optimizirana, a žarišna točka više nije ograničena na jedan čip.
U cjelini, u smislu trenda razvoja, DRAM čipovi poboljšavaju gustoću pohrane minijaturizacijom proizvodnog procesa za tehnologiju čipova za pohranu. Što se tiče proizvoda za pohranu, oni će se u budućnosti razvijati u smjeru velike brzine i velikog kapaciteta, a izvedba proizvoda nastavit će se poboljšavati; Za područje primjene proizvoda za pohranu, računalo, 5g mobilni telefon, nosivi uređaj i sigurnost glavni su razvojni trendovi u tradicionalnim poljima primjene, a podatkovni centar, pametni dom i pametni automobil glavni su razvojni trendovi u novonastalim poljima primjene. Stoga će industrija pakiranja nastaviti promicati istraživanje i razvoj tehnologije hlađenja čipova.
