אתגר תרמי של שבב
הכוח הנצרך על ידי מוליכים למחצה מייצר חום, אותו יש להסיר מהציוד, אך כיצד להשיג זאת ביעילות היא משימה מאתגרת יותר ויותר. ככל שצפיפות הטרנזיסטורים עולה, הדבר נעשה קשה יותר.
לחומרים ולעיצוב עצמם יש פוטנציאל לשיפור, מכיוון שהם יכולים לשאת יותר חום דרך הולכה של ציוד לפיזור חום. האתגר הוא שאם לא אנו משתמשים בשרתים גדולים, המרחב התרמי סביב המכשירים הללו קטן מאוד. עליך לשקול שיפור חומרי, ניצול מושכל של שטח תרמי סביב שבבים, אריזות או PCBs. מה שאתה באמת רוצה לעשות זה לשפר את המוליכות ואת קצב העברת החום.
חום יכול לברוח דרך החלק העליון של האריזה ואז להיכנס לגוף הקירור, או להיות מיוצא דרך החלק התחתון וה-PCB המחובר שלו. כשהמקום מוגבל, הדברים הופכים לקשים עוד יותר. בהתאם לעיצוב הספציפי, ניתן להשיג מטרה זו בדרכים שונות. לדוגמה, בסמארטפונים, השימוש בסרטים בעלי מוליכות גבוהה כגון סרטי גרפיט או גרפן נפוץ מאוד בשל נפח המערכת הקטן ביותר ופיזור חום יעיל. בתחום התשתיות, שימוש בפלטות השריית תלת מימד אקטיביות ופסיביות יכול להשיג פעולה בטווח של מאות וואט.
בשבב בודד, אנו מבצעים אימות תזמון והספק ברמת ה-netlist. בהקשר של 3D-IC, זה עשוי להפוך לבלתי מעשי, ולכן מאפייני התנגדות של שבבים באמצעות מודלים תרמיים, על מנת להבין כל פרט גיאומטרי הקיים בשבב. בסופו של דבר, הוא משלב עיצוב ואריזה, וכמה דגמי שבבים נוצרים בדרך זו.
שבבים רבים מתמודדים עם מחסומים תרמיים, ופתרון בעיה זו אינו קל. אנחנו יכולים לעצב ולייצר שבבים מדהימים, אבל הם יימסו. זו לא מגבלת ייצור, וגם לא מגבלה עיצובית. זוהי מגבלה פיזית, ואיננו יכולים לפלוט יותר חום. למרות שניתן להשתמש בפתרונות ייחודיים ביישומים מסוימים, רוב השווקים חייבים למצוא דרכים לעשות יותר עם פחות משאבים, מה שאומר יותר פונקציונליות לוואט. העלות הכרוכה בכך גדולה בהרבה מהפתרונות הקודמים.
