3D-tulostus tuo uusia mahdollisuuksia AI-sirun jäähdytykseen

Elektroniikkalaitteiden miniatyrisointitrendin kehittyessä myös ylikuumenemisongelma on lisääntynyt. Tämän haasteen ratkaisemiseksi on tärkeämpää kuin koskaan parantaa lämmönpoistokykyä parantamalla patterin suunnittelua. Erityisesti tekoälyteknologian nopean kehityksen myötä sirujen lämmön haihtumista koskeva kysymys on huolestuttanut alaa. Kynsikorkin kokoinen siru on itse asiassa 300 watin lämmönlähde. Mutta todellisuudessa siru on jo paahtavan kuuma ennen kuin se saavuttaa tämän virrankulutuksen.

Sirujen miniatyrisointi ja korkea integrointi voi johtaa paikallisen lämpövuon tiheyden merkittävään kasvuun. Laskennan tehon ja nopeuden parantaminen tuo mukanaan valtavan virrankulutuksen ja lämmöntuotannon. Yksi tärkeimmistä suuren laskentatehoisten sirujen kehitystä rajoittavista tekijöistä on niiden lämmönpoistokyky. Yli 55 % lastuvioista johtuu kyvyttömyydestä siirtää lämpöä tai nousevista lämpötiloista. Kun siru on yli 70 astetta, jokaista 10 asteen lämpötilan nousua kohden sen luotettavuus laskee 50%.

3D-tulostustekniikan rooli lämmönvaihdon alalla on tullut selväksi, ja sillä voi olla rooli myös sirutason lämmönpoistoongelmissa. 3D-tulostustekniikan referenssi havaitsi, että ToffeeX-niminen yritys käytti itse kehitettyä ohjelmistoa CPU-nestejäähdytyslämmönvaihtimen suunnitteluun ja valmisti sen sähkökemiallisella 3D-tulostustekniikalla, mikä pienensi jäähdytyslevyn painehäviötä 60 %. Electrochemical Additive Manufacturing (ECAM) -prosessi on luonut ihmeen puhtaaseen kuparin valmistukseen - se saavuttaa vokselikoon 33 mikronia, mikä on uskomaton resoluutio, ja se voidaan tulostaa edullisilla vesipohjaisilla materiaaleilla huoneenlämpötilassa.

Nykyään puolijohdeteollisuus luottaa jäähdytyslevyihin ja muihin jäähdytyslaitteisiin, jotka tyypillisesti valmistetaan takomalla tai sorvamalla. Nämä prosessit rajoittuvat tavanomaisten evien tuottamiseen, joita voidaan valmistaa vain yhteen suuntaan, ja ne ovat rajoitettuja geometriseen muotoon, joka voi täyttää nämä piirteet. Sähkökemiallinen saostuslisäainevalmistus (ECAM) on täysin erilainen metallien 3D-tulostustekniikka, joka voi tuottaa korkealaatuisia osia erinomaisella ominaisuusresoluutiolla ja taloudellisuudella ja voi saavuttaa skaalautuvan laajamittaisen tuotannon korkealla resoluutiolla.

Mutta valmistushaasteiden lisäksi perinteisellä tavalla valmistettujen lämmönhallintalaitteiden pinta-ala ja käytettävissä oleva jäähdytyskapasiteetti ovat myös rajalliset. 3D-tulostus ei ainoastaan ​​tarjoa tapaa lisätä pinta-alaa ja karheutta parantamaan lämmönpoistoa, vaan tarjoaa myös mahdollisuuden valmistaa monimutkaisia ​​nestejäähdytteisiä levyjä ja lämmönvaihtimia, mikä parantaa merkittävästi suorituskykyä.