Kiibi vedelikjahutus termiline lahus
Suurenev transistori tihedus vähendab kiibi energiatarbimist, kuid transistoride suur tihedus muudab soojuse kontsentreeritumaks ja soojuse hajumise probleemi ei saa eirata. Suure jõudlusega kiipide soojuse hajumine on alati vaevanud kõiki, sealhulgas ettevõtteid. Lisaks traditsioonilisele õhkjahutuse pluss konditsioneeri kombinatsioonile on väga tõhus valik ka vedelikjahutus. Konditsioneer ja õhkjahutus toovad aga kaasa tohutu energiakulu. Microsoft otsustas soojuse hajumise tõhustamiseks andmekeskuse serveri merre panna.
Kiibile vedelikjahutuse paigaldamise raskus seisneb vedelikukanali integreerimises otse kiibi konstruktsiooni. Teadlased usuvad, et tulevane lahendus on lasta vett sandwich-ahelate vahel voolata. Kuigi see kõlab lihtsalt, on seda praktikas väga raske kasutada. Praegu on virnastamistehnoloogiat kasutavate kiipide puhul soojuse hajutamiseks mittejuhtivasse vedelikku sukeldamine väga kasulik, kuid selle tehnoloogia kasutamine traditsioonilistes kiipides muutub väga kulukaks ja masstootmise saavutamine on raskendatud.
TSMC pakkus välja kolm erinevat ränikanalit ja viis läbi asjakohased simulatsioonitestid. Esimesel otsesel vesijahutusmeetodil on veel oma tsirkulatsioonikanal ja see söövitatakse otse kiibile; Teine on see, et veekanal on söövitatud kiibi ülaosas oleva ränikihi külge ja soojuse ülekandmiseks kiibilt vesijahutuskihile kasutatakse härja termilise liidese materjali (TIM) kihti (silicon oxide fusion); Viimane on soojusliidese materjalikihi asendamine lihtsa ja odava vedela metalliga. Mõju poolest on esimene meetod parim ja teine meetod teine.
Kiibi vedelikjahutus on oluline suund pooljuhtide soojuse hajumise lahendamiseks tulevikus. Suurema tihedusega transistorid ja 3D Packaging Technology muudavad ju tulevikus kiibi tasapinnalt kolmemõõtmeliseks kuumenemise, mis mitte ainult ei muuda soojust kontsentreeritumaks, vaid ka mitmekihiline virnastamine muudab soojusülekande raskemaks. Seistes silmitsi üha kontsentreeritumate soojuse hajumise probleemidega, võib kiibi vee jahutamise ja soojuse hajumise skeem olla hea viis kiibi termiliste probleemide lahendamiseks.
