Технологія охолодження мікросхем
У розвитку напівпровідникового обладнання, інновації обладнання та вдосконаленні технології завжди стикаються з різними труднощами та проблемами. Невелика кількість транзисторів може не мати великого впливу на надійність, але тепло, що виділяється мільярдами транзисторів, вплине на надійність. Високе використання збільшить розсіювання тепла, але щільність тепла вплине на кожен вдосконалений чіп вузла та пакет, який використовується в смартфонах, серверних чіпах, ar/vr та багатьох інших високопродуктивних пристроях. Для всіх них компонування DRAM і продуктивність зараз є основними міркуваннями щодо дизайну.
На додаток до DRAM, управління температурою стає критичним для все більшої кількості чіпів. Це один із дедалі більше взаємопов’язаних факторів, які необхідно враховувати в усьому процесі розробки. Пакувальна промисловість також шукає шляхи вирішення проблеми розсіювання тепла. Вибір найкращого методу упаковки та інтегрування в нього мікросхем дуже важливий для продуктивності. Компоненти, кремній, TSV, мідні опори тощо мають різний коефіцієнт теплового розширення (TCE), що вплине на ефективність складання та довгострокову надійність.
Вибір TIM:
У корпусі мікросхеми більше 90 відсотків тепла виділяється від верхньої частини мікросхеми до радіатора через упаковку, яка зазвичай є анодованою алюмінієвою підкладкою з вертикальними ребрами. Між чіпом і корпусом розміщується термоінтерфейсний матеріал (TIM) з високою теплопровідністю, який допомагає передавати тепло. Наступне покоління Tim для ЦП включає сплав листового металу (наприклад, індій і олово) і спечене срібло олова з потужністю провідності 60 Вт/мк і 50 Вт/мк відповідно.
Канал охолодження Micro Chip:
Тепер швейцарські дослідники нарешті знайшли кращий спосіб винайти чіп, який не потребує зовнішнього охолодження. Мікротрубочки, інтегровані в напівпровідник, подають охолоджуючу рідину безпосередньо навколо транзистора, що не тільки значно покращує ефект розсіювання тепла мікросхеми, але також економить енергію та робить майбутні електронні продукти більш екологічними. Виробництво цього інтегрованого охолодження дешевше, ніж попередній процес.
Оригінальна ідея вдосконаленої упаковки полягає в тому, що вона може працювати як цеглинки Lego - невеликі мікросхеми, розроблені на різних вузлах процесу, можуть бути зібрані разом і можуть зменшити теплові проблеми. Однак, з точки зору продуктивності та потужності, відстань, на яку потрібно передати сигнал, дуже важлива, і ланцюг, який завжди відкритий або має бути частково затемненим, впливатиме на теплові характеристики. Це не так просто, як здається, розділити прес-форму на кілька частин лише для покращення продуктивності та гнучкості. Кожне з’єднання в пакеті має бути оптимізоване, і точка доступу більше не обмежується одним чіпом.
Загалом, з точки зору тенденції розвитку, чіпи DRAM покращують щільність зберігання за рахунок мініатюризації процесу виробництва для технології чіпів зберігання. Що стосується продуктів зберігання, вони розвиватимуться в напрямку високої швидкості та великої ємності в майбутньому, а продуктивність продукту продовжуватиме покращуватися; Що стосується сфери застосування продуктів зберігання, ПК, мобільний телефон 5g, носимий пристрій і безпека є основними тенденціями розвитку в традиційних сферах застосування, а центр обробки даних, розумний дім і розумний автомобіль є основними тенденціями розвитку в нових сферах застосування. Таким чином, пакувальна промисловість продовжуватиме сприяти дослідженням і розробкам технології охолодження мікросхем.
