טכנולוגיית קירור שבב
בפיתוח ציוד מוליכים למחצה, חדשנות הציוד ושיפור הטכנולוגיה תמיד יתמודדו עם קשיים ובעיות שונות. למספר קטן של טרנזיסטורים אולי אין השפעה גדולה על האמינות, אבל החום שנוצר על ידי מיליארדי טרנזיסטורים ישפיע על האמינות. ניצול גבוה יגדיל את פיזור החום, אך צפיפות החום תשפיע על כל שבב צמתים וחבילה מתקדמים, המשמשים בטלפונים חכמים, שבבי שרת, ar/vr והתקנים רבים אחרים בעלי ביצועים גבוהים. עבור כל אלה, פריסת DRAM וביצועים הם כעת שיקולי התכנון העיקריים.
בנוסף ל-DRAM, ניהול תרמי הפך להיות קריטי עבור יותר ויותר שבבים. זהו אחד מיותר ויותר גורמים הקשורים זה בזה שיש לקחת בחשבון בכל תהליך הפיתוח. גם תעשיית האריזות מחפשת דרכים לפתור את בעיית פיזור החום. בחירת שיטת האריזה הטובה ביותר ושילוב שבבים בה חשובים מאוד לביצועים. לרכיבים, סיליקון, TSV, עמודי נחושת וכו' לכולם מקדם התפשטות תרמית (TCE) שונה, אשר ישפיע על תפוקת ההרכבה ועל האמינות לטווח ארוך.
הבחירה של TIM:
באריזת השבבים יותר מ-90 אחוז מהחום נפלט מהחלק העליון של השבב אל הרדיאטור דרך האריזה, שהיא לרוב מצע אלומיניום אנודייז עם סנפירים אנכיים. חומר ממשק תרמי (TIM) עם מוליכות תרמית גבוהה ממוקם בין השבב לאריזה כדי לסייע בהעברת חום. הדור הבא של Tim for CPU כולל סגסוגת מתכת מתכת (כגון אינדיום ופח) ופח סינטר מכסף, עם עוצמת הולכה של 60w/mk ו-50w/mk בהתאמה.
ערוץ קירור מיקרו שבב:
כעת, חוקרים שוויצרים סוף סוף מצאו דרך טובה יותר להמציא שבב שאינו זקוק לקירור חיצוני. המיקרוטובולים המשולבים במוליך למחצה יביאו את נוזל הקירור ישירות סביב הטרנזיסטור, מה שלא רק משפר מאוד את אפקט פיזור החום של השבב, אלא גם חוסך באנרגיה והופך את המוצרים האלקטרוניים העתידיים ליותר ידידותיים לסביבה. הייצור של קירור משולב זה זול יותר מהתהליך הקודם.
הרעיון המקורי מאחורי אריזה מתקדמת הוא שהיא יכולה לעבוד כמו לבני לגו - שבבים קטנים שפותחו בצמתי תהליך שונים ניתנים להרכבה ויכולים להפחית בעיות תרמיות. עם זאת, מנקודת המבט של ביצועים וכוח, המרחק שהאות צריך להיות משודר חשוב מאוד, והמעגל שתמיד פתוח או שצריך לשמור עליו חשוך חלקית ישפיע על המאפיינים התרמיים. זה לא פשוט כמו שזה נראה לחלק את התבנית למספר חלקים רק כדי לשפר את התפוקה והגמישות. יש לבצע אופטימיזציה של כל חיבור הדדי בחבילה, והנקודה החמה אינה מוגבלת עוד לשבב בודד.
בסך הכל, מבחינת מגמת הפיתוח, שבבי DRAM משפרים את צפיפות האחסון על ידי מזעור תהליך הייצור של טכנולוגיית שבבי האחסון. עבור מוצרי האחסון הם יתפתחו לכיוון של מהירות גבוהה וקיבולת גדולה בעתיד, וביצועי המוצר ימשיכו להשתפר; לתחום היישומים של מוצרי אחסון, מחשב, טלפון נייד 5g, מכשיר לביש ואבטחה הם מגמות הפיתוח העיקריות בתחומי האפליקציות המסורתיות, ומרכז הנתונים, הבית החכם והמכונית החכמה הם מגמות הפיתוח העיקריות בתחומי היישומים המתפתחים. לכן, תעשיית האריזה תמשיך לקדם את המחקר והפיתוח של טכנולוגיית קירור השבבים.
