TSMC, Çip ile Bütünleşik Sıvı Soğutma Tekniği Üzerinde Çalışıyor

Bildiğiniz üzere günlük hayatta kullandığımız elektronik aygıtlarda çeşitli çipler kullanılıyor ve ısınma sıkıntılarıyla sık sık karşılaşıyoruz. En gelişmiş yarı iletken şirketlerinden olan TSMC ise VLSI sempozyumunda ısı yayılımıyla ilgili sıkıntılarla savaşmak için kimi araştırmalar yaptığını açıkladı.

Tayvanlı şirket, ısınma sorunlarına karşı çip üzerinde sıvı soğutma tekniği üzerinde çalışıyor. Hedeflenen ise su kanallarını direkt çipin ana dizaynına entegre etmek.

Transistörler, gelişen üretim teknolojileri ve geliştirilen dikey 3D teknolojileriyle birlikte giderek daha fazla ağırlaşmaya başlıyor. Bu da sıcaklık problemlerini daha kritik hale getiriyor. TSMC’nin araştırmacıları, sıvının devreler ortasında dolaşmasını sağlamak için uğraş harcasa da bu epey riskli.

Bilindiği üzere çiplerin üzerinde standart olarak bir ısı yayıcı mevcut. Mevcut soğutma tahlilleri ise bu katman ile direkt temas kuruyor. Yarı iletken devi, denetimli laboratuvar şartlarında kimi testler yaptı. Burada bakırdan yapılmış, geçersiz bir yarı iletken (Termal Test Aracı) kullanıldı.

Şirket ayrıyeten üç tip su soğutma dizaynını test etti. Bunlardan birincisi, direkt kendi dolanım kanallarına sahip olan ve direkt sıvı soğutmalı bir tahlildi. İkincisine gelirsek, çipten su soğutma katmanına ısı taşıyan bir termal arayüz materyali (Silikon Oksit Füzyon) kullanıldı. Sonuncusu ise daha kolay, daha ucuz bir sıvı metal tahlili için OX katmanı değiştirildi.

TSMC, en düzgün tahlilin 2.6 kW’a kadar ısı dağıtabilen ve 63C sıcaklık deltası sunan direkt sıvı soğutma sistemi olduğunu söylüyor. İkincisi ise 2.3 kW’a kadar ısı yayan ve 83C’lik bir sıcaklık deltası sunan (Silikon Oksit Füzyon) tabanlı tahlildi.

Elbette bu araştırmaların sonuç vermesi yıllar alacak. Lakin TSMC mühendislerinin uğraşları sonuç verirse bu son derece sıkıntı bir mühendislik başarısı olacak.

Kaynak: Technopat