Kiibi termiline väljakutse
Pooljuhtide tarbitav võimsus tekitab soojust, mis tuleb seadmetest eemaldada, kuid kuidas seda tõhusalt saavutada, on üha keerulisem ülesanne. Transistoride tiheduse kasvades muutub see keerulisemaks.
Materjalidel ja disainil endil on potentsiaali täiustada, kuna need suudavad soojust hajutavate seadmete juhtimise kaudu rohkem soojust ära viia. Väljakutse seisneb selles, et kui me ei kasuta suuri servereid, on soojusruum nende seadmete ümber väga väike. Peate kaaluma materjalide täiustamist, kiipide, pakendite või PCBde ümbritseva soojusruumi intelligentset kasutamist. Mida sa tõesti tahad teha, on parandada juhtivust ja soojusülekande kiirust.
Soojus võib väljuda läbi pakendi ülaosa ja siseneda seejärel jahutusradiaatorisse või eksportida läbi põhja ja sellega ühendatud PCB. Kui ruumi on vähe, muutuvad asjad veelgi keerulisemaks. Sõltuvalt konkreetsest disainist saab seda eesmärki saavutada erineval viisil. Näiteks nutitelefonides on kõrge juhtivusega kilede, näiteks grafiit- või grafeenkilede kasutamine süsteemi väikseima mahu ja efektiivse soojuse hajumise tõttu väga levinud. Infrastruktuuri valdkonnas saab aktiivsete ja passiivsete 3D-leotusplaatide kasutamisega saavutada töö sadade vattide vahemikus.
Ühel kiibil teostame ajastuse ja võimsuse kontrolli võrguloendi tasemel. 3D-IC kontekstis võib see muutuda ebapraktiliseks, nii et kiipide vastupidavusomadused läbi termiliste mudelite, et mõista kõiki kiibis esinevaid geomeetrilisi detaile. Lõppkokkuvõttes ühendab see disaini ja pakendi ning mõned kiibimudelid luuakse sel viisil.
Paljud kiibid seisavad silmitsi termiliste tõketega ja selle probleemi lahendamine pole lihtne. Saame kujundada ja toota uskumatuid laaste, kuid need sulavad. See ei ole tootmispiirang ega ka disainipiirang. See on füüsiline piirang ja me ei saa rohkem soojust eraldada. Kuigi unikaalseid lahendusi saab kasutada teatud rakendustes, tuleb enamikul turgudel leida viise, kuidas vähemate ressurssidega rohkem ära teha, mis tähendab rohkem funktsionaalsust vati kohta. Sellega seotud kulud on palju suuremad kui varasemad lahendused.
