Иновациите в технологията за охлаждане са оптималното решение за високопроизводително развитие на електронни устройства
Тъй като чиповете преминават към висока плътност, висока интеграция и висока изчислителна мощност, тяхната мощност и плътност на мощността непрекъснато нарастват и „високата топлинна плътност“ се превърна в основно пречка в развитието на полупроводниковата технология с висока мощност. Като се има предвид непрекъснатото увеличаване на консумацията на енергия на чипа, технологията за охлаждане с течно охлаждане получава все по-голямо внимание. Въпреки това, поради високите разходи и сложните решения, текущата технология на панела с водно охлаждане все още е известно разстояние от идеалното решение за разсейване на топлината в индустрията.
На теория, колкото по-ниска е температурата на чипа, толкова по-дълъг е неговият живот и толкова по-стабилна е неговата работа. Но за да се постигнат по-ниски температури на чиповете, разходите за охлаждане, които индустрията трябва да плати, са твърде високи и балансът за подобряване на производителността, като същевременно се вземат предвид разходите, все още не е достигнат. В това отношение индустрията може да приеме различни технологични комбинации или да си сътрудничи за разработване на свързани продукти за различни материали за разсейване на топлината, технологии и сценарии на приложение, за да проучи оптимални решения при текущи приемливи условия на разходите.
Когато консумацията на енергия достигне десетки или стотици вата, трябва да се използва топлинна тръба за изнасяне на топлина от чипа. След като топлината се разпространи до по-големи ребра за разсейване на топлината, се използва вентилатор, за да я издуха, което включва комбинация от абсорбция на топлина с фазова промяна, топлопроводимост и технология за топлинна конвекция. Досега по-голямата част от компютрите и сървърите са възприели тази комбинация от топлинни тръби, ребра и вентилатори. Въпреки това, тъй като консумацията на енергия на процесора постепенно достига 300 вата, 500 вата или дори 800 вата, по това време максималният капацитет на разсейване на топлината на топлинната тръба и вентилатора беше нарушен. Поради невъзможността да се адаптират към развитието на индустрията чрез използване на години на решения за топлинни тръби и вентилатори, трябва да се възприемат технологии за разсейване на топлината с течно охлаждане, като например панели с водно охлаждане.
Поради непрекъснатото нарастване на консумацията на енергия на чипове, нововъзникващите технологии за охлаждане, като плоча за течно охлаждане, получават все по-голямо внимание. В сравнение с вятърната конвекция на топлинни тръби с перки и вентилатори, течната студена плоча приема метод на течна конвекция, който извършва топлообмен чрез течен поток с по-бърза скорост и с по-висока ефективност. Въпреки това, поради високата цена и сложните решения, технологията за течно охлаждане все още не е постигнала порядък на растеж. Въпреки това, той също се превърна в задължителен в някои сценарии на приложения с висока мощност, тъй като няма по-идеално решение в индустрията.
От нагревателния чип през устройството до крайния продукт има нужда от охлаждане на всяко ниво и връзка, което включва различни поддържащи материали, интерфейсни материали и основни материали. В същото време прилагането на различни технологии за разсейване на топлината или сценарии на приложение води до различни технически пътища и решения. И това неизбежно ще има различни потенциални възможности за развитие и различни технологични предизвикателства.
Основните елементи на технологията за термично охлаждане включват количеството топлина, генерирано от самия чип, интензивността на топлинния поток на единица площ и разстоянието и обема, на които топлината може да дифундира. Обикновено разсейването на топлината е процес на дифузия на топлината от много висока топлинна мощност или производствена гореща точка към по-голямо пространство. Този процес на пренос на топлина е сериен и всяка връзка в него може да се превърне в пречка за топлина. Разсейването на топлината е система за предаване стъпка по стъпка, като например от топлинна точка A към B, C към D към E и след това към F. Ако ефективността на трансфер между AB, BC или CD е ниска, крайният резултат може ефективността на охлаждане от A до F не е достатъчно висока. Така че всяка връзка трябва непрекъснато да подобрява топлинната си способност, за да избегне превръщането си в тясно място по целия път. За чипове с ултрависока плътност и модули за чипове (MCM) тя е длъжна да разработи най-доброто решение за устойчива технология за охлаждане.
