Новости химической науки > Первый термоэлектрический охладитель размером с чип

По мере увеличения производительности компьютерных микросхем они становятся мощнее, а их температура увеличивается. В какой-то момент вся энергия, проходящая через микросхему, выделяется в виде отходящего тепла, понижая тем самым производительность электроники.

Рисунок из Nature Nanotechnology, 2009, doi:10.1038/nnano.2008.417

Методы охлаждения транзисторов вентиляторами уже давно являются важной составляющей промышленности для производства полупроводниковых материалов, однако исследователи стараются разработать более интеллектуальный способ для охлаждения компьютерных чипов. Один из подходов заключается в разработке термоэлектрических охладителей размером с чип. Такое устройство охлаждения было впервые продемонстрировано группой исследователей из корпорации Intel Университета Аризоны.

Исследователи представили термоэлектрический «холодильник», внедренный в устройство для крепления чипа. Новое устройство «откачивает тепло» от чипа при пропускании через него электрического тока. Устройство способно понизить температуру небольшого горячего пятна на чипе на 15°C, что превосходит сформулированные учеными из Мэриленда пять лет назад требования для подобных устройств – они заявили, что достаточно десятиградусного понижения температуры.

Одним из ключей в повышении производительности прибора являлась идея о том, что для нормальной производительности электроники нет необходимости в охлаждении всего чипа – достаточно охлаждать лишь его самые горячие участки.

Термоэлектрический охладитель состоит из полупроводниковой сверхрешетки, полученной из висмута, теллура, сурьмы и селена. Охладитель отбирает энергию с обратной стороны чипа по отношению к обычному, охлаждающему чип за счет конвекционного рассеивания тепла, вентилятору.

В экспериментах исследователи создали горячее пятно на чипе (тепловой поток составлял около 1300 Ватт/см², что гораздо выше теплового потока в микропроцессоре). Обычный вентилятор может понизить температуру горячего пятна лишь на 6°C, а термоэлектрический – на 15°C.

Источник: Nature Nanotechnology, 2009, doi:10.1038/nnano.2008.417

метки статьи: #нанотехнологии, #неорганическая химия, #новые материалы, #физическая химия, #химическая технология