Innovatsioon jahutustehnoloogias on optimaalne lahendus elektroonikaseadmete suure jõudlusega arendamiseks
Kuna kiibid liiguvad suure tiheduse, suure integreerituse ja suure arvutusvõimsuse poole, kasvavad nende võimsus ja võimsustihedus pidevalt hüppeliselt ning "kõrge termiline tihedus" on muutunud suure võimsusega pooljuhttehnoloogia arendamise peamiseks kitsaskohaks. Arvestades kiibi energiatarbimise pidevat suurenemist, pööratakse vedelikjahutusega jahutustehnoloogiale üha suuremat tähelepanu. Kuid kõrgete kulude ja keeruliste lahenduste tõttu on praegune vesijahutusega paneelitehnoloogia veel veidi eemal ideaalsest soojuse hajutamise lahendusest tööstuses.
Teoreetiliselt, mida madalam on kiibi temperatuur, seda pikem on selle eluiga ja stabiilsem on selle jõudlus. Kuid madalamate laastude temperatuuride saavutamiseks on jahutuskulud, mida tööstus peab maksma, liiga kõrged ja jõudluse parandamise tasakaalupunkti, arvestades ka kulusid, pole veel saavutatud. Sellega seoses võib tööstus kasutada erinevaid tehnoloogiakombinatsioone või teha koostööd erinevate soojuseraldusmaterjalide, tehnoloogiate ja rakendusstsenaariumide jaoks seotud toodete väljatöötamiseks, et uurida optimaalseid lahendusi praeguste kuludega vastuvõetavates tingimustes.
Kui voolutarve jõuab kümnetesse või sadadesse vattidesse, tuleb kiibilt soojuse eksportimiseks kasutada soojustoru. Pärast soojuse levimist suurematele soojuseraldusribidele kasutatakse selle puhumiseks ventilaatorit, mis hõlmab faasimuutuse soojuse neeldumise, soojusjuhtivuse ja soojuskonvektsiooni tehnoloogia kombinatsiooni. Seni on valdav enamus personaalarvuteid ja servereid kasutanud seda soojustorude, ribide ja ventilaatorite kombinatsiooni. Kuna aga protsessori voolutarve jõuab järk-järgult 300 vatini, 500 vatini või isegi 800 vatini. Sel ajal oli soojustoru ja ventilaatori maksimaalne soojuseraldusvõime katki. Kuna aastatepikkuse soojustorude ja ventilaatorilahenduste kasutamise tõttu ei ole võimalik kohaneda tööstuse arenguga, tuleb kasutusele võtta vedelikjahutusega soojuse hajutamise tehnoloogiad, näiteks vesijahutusega paneelid.
Seoses kiibi energiatarbimise pideva suurenemisega saavad üha enam tähelepanu esilekerkivad jahutustehnoloogiad, nagu vedelikjahutusplaat. Võrreldes ribide ja ventilaatoritega soojustorude tuulekonvektsiooniga, kasutab vedel külmplaat vedeliku konvektsiooni meetodit, mis teostab soojusvahetust läbi vedeliku voolu kiirema kiirusega ja suurema efektiivsusega. Kõrge hinna ja keeruliste lahenduste tõttu pole vedelikjahutustehnoloogia aga veel suurusjärgu kasvu saavutanud. Kuid see on muutunud ka mõne suure võimsusega rakenduse stsenaariumi jaoks kohustuslikuks, kuna tööstuses pole ideaalsemat lahendust.
Küttekiibist seadme ja lõpptooteni on jahutusvajadus igal tasandil ja lülil, mis hõlmab erinevaid tugimaterjale, liidese materjale ja alusmaterjale. Samas erinevate soojuse hajumise tehnoloogiate või rakendusstsenaariumide rakendamise tulemuseks on erinevad tehnilised marsruudid ja lahendused. Ja sellel on kindlasti erinevad potentsiaalsed arenguvõimalused ja erinevad tehnoloogilised väljakutsed.
Termojahutustehnoloogia põhielemendid hõlmavad kiibi enda tekitatud soojushulka, soojusvoo intensiivsust pindalaühiku kohta ning kaugust ja mahtu, mille juures soojus võib hajuda. Tavaliselt on soojuse hajumine protsess, mille käigus levib soojus väga suurest soojusvõimsusest või tootmispunktist suuremasse ruumi. See soojusülekandeprotsess on jadaprotsess ja mis tahes lüli selles võib muutuda kuumuse kitsaskohaks. Soojuse hajumine on samm-sammuline ülekandesüsteem, näiteks soojuspunktist A punkti B, C punkti D punkti E ja seejärel F. Kui ülekandeefektiivsus AB, BC või CD vahel on madal, võib lõpptulemus jahutusefektiivsus punktist A punkti F ei ole piisavalt kõrge. Seega peab iga lüli oma termilist võimekust pidevalt parandama, et vältida kogu tee kitsaskohaks muutumist. Ülikõrge tihedusega kiipide ja kiibimoodulite (MCM) jaoks peab see kindlasti välja töötama ülima säästva jahutustehnoloogia lahenduse.
