Chip jäähdytystekniikka

Puolijohdelaitteiden kehittämisessä laitteiden innovaatio ja teknologian parantaminen kohtaavat aina erilaisia ​​vaikeuksia ja ongelmia. Pienellä määrällä transistoreja ei välttämättä ole suurta vaikutusta luotettavuuteen, mutta miljardien transistorien tuottama lämpö vaikuttaa luotettavuuteen. Korkea käyttöaste lisää lämmön hajoamista, mutta lämmön tiheys vaikuttaa kaikkiin edistyneisiin solmupiiriin ja -paketteihin, joita käytetään älypuhelimissa, palvelinsiruissa, ar/vr-laitteissa ja monissa muissa korkean suorituskyvyn laitteissa. Kaikissa näissä DRAM-asettelu ja suorituskyky ovat nyt ensisijaisia ​​suunnittelunäkökohtia.

DRAM-muistin lisäksi lämmönhallinnasta on tullut kriittistä yhä useammalle sirulle. Se on yksi yhä useammista toisiinsa liittyvistä tekijöistä, joka on otettava huomioon koko kehitysprosessissa. Pakkausteollisuus etsii myös tapoja ratkaista lämmönpoisto-ongelma. Parhaan pakkaustavan valitseminen ja sirujen integrointi siihen on erittäin tärkeää suorituskyvyn kannalta. Komponenteilla, piillä, TSV:llä, kuparipylväillä jne. on kaikilla eri lämpölaajenemiskerroin (TCE), mikä vaikuttaa kokoonpanon saantoon ja pitkän aikavälin luotettavuuteen.

TIM:n valinta:

Lastupakkauksessa yli 90 prosenttia lämmöstä siirtyy sirun yläosasta jäähdyttimeen pakkauksen kautta, joka on yleensä eloksoitu alumiinisubstraatti, jossa on pystyrivat. Sirun ja pakkauksen väliin on sijoitettu korkean lämmönjohtavuuden omaava lämpörajapintamateriaali (TIM), joka helpottaa lämmön siirtämistä. Seuraavan sukupolven Tim CPU:lle sisältää ohutlevyseosta (kuten indium ja tina) ja hopeasintrattua tinaa, joiden johtavuus on 60w/mk ja 50w/mk.

Mikrosirun jäähdytyskanava:

Nyt sveitsiläiset tutkijat ovat vihdoin löytäneet paremman tavan keksiä siru, joka ei tarvitse ulkoista jäähdytystä. Puolijohteeseen integroidut mikrotubulukset tuovat jäähdytysnesteen suoraan transistorin ympärille, mikä paitsi parantaa suuresti sirun lämmönpoistovaikutusta, myös säästää energiaa ja tekee tulevista elektronisista tuotteista ympäristöystävällisempiä. Tämän integroidun jäähdytyksen valmistus on halvempaa kuin edellinen prosessi.

Edistyneen pakkauksen alkuperäinen idea on, että se voi toimia kuten Lego-palikoita – eri prosessisolmuissa kehitetyt pienet sirut voidaan koota yhteen ja ne voivat vähentää lämpöongelmia. Suorituskyvyn ja tehon kannalta signaalin välitysetäisyys on kuitenkin erittäin tärkeä, ja aina auki oleva tai osittain pimeänä pidettävä piiri vaikuttaa lämpöominaisuuksiin. Muotin jakaminen useisiin osiin vain tehon ja joustavuuden parantamiseksi ei ole niin yksinkertaista kuin miltä näyttää. Jokainen paketin liitäntä on optimoitava, eikä hotspot ole enää rajoitettu yhteen siruun.

Kaiken kaikkiaan kehitystrendin kannalta DRAM-sirut parantavat tallennustiheyttä pienentämällä tallennussiruteknologian valmistusprosessia. Varastointituotteiden osalta ne kehittyvät jatkossa suuren nopeuden ja suuren kapasiteetin suuntaan, ja tuotteiden suorituskyky paranee edelleen; Tallennustuotteiden sovellusalueella PC, 5g-matkapuhelin, puettava laite ja tietoturva ovat tärkeimmät kehitystrendit perinteisillä sovellusalueilla ja datakeskus, älykoti ja älyauto ovat tärkeimmät kehitystrendit nousevilla sovellusalueilla. Siksi pakkausteollisuus jatkaa sirujäähdytysteknologian tutkimuksen ja kehittämisen edistämistä.