Kjølebrikker, fremtiden for lette dataenheter
En av hovedfaktorene som begrenser utviklingen av brikker med høy datakraft er deres varmeavledningsevne. Spørsmålet om spon varmespredning har alltid plaget industrien. En brikke på størrelse med en spikerhette er egentlig en 300 watt varmekilde, men i virkeligheten er brikken allerede brennhete når den er langt under dette strømforbruket. Miniatyrisering og høy integrering av flis kan føre til en betydelig økning i lokal varmeflukstetthet. Forbedringen av datakraft og hastighet gir enormt strømforbruk og varmeproduksjon.
En rapport utgitt av TSMC viser at i fremtiden kan noen "store brikker" med et areal større enn 500 kvadratmillimeter ha et målrettet strømforbruk på over 2000 watt. Til tross for den kontinuerlige reduksjonen i brikkeprosessstørrelse, øker strømtettheten stadig . Når halvlederprosessen går inn i 2nm, vil antallet transistorer og datakraften til brikken naturligvis øke betydelig. Den raske økningen i AI-datakraft vil fortsette å utgjøre betydelige utfordringer for kjøling og kjøling av brikker med ultrahøy effekt. For øyeblikket har hele industrien for forbrukerelektronikk faktisk gått inn i en ond sirkel med "betydelig forbedret ytelse og raskt økende strømforbruk", og viser en trend med å "bytte ut strømforbruk mot ytelse".
Nylig annonserte Frore Systems, en innovativ solid-state kjøleløsning basert på piezoelektrisk MEMS, at bærbare datamaskiner utstyrt med MEMS aktiv kjølebrikke-løsning (AirJet) vil bli utgitt tidlig i 2023, og gir bedre kjøleytelse enn tradisjonelle vifter samtidig som de reduserer støy. AirJet kjølebrikke er en løsning på kjøleproblemet som begrenser CPU-ytelsen i dagens bærbare datamaskiner. Det er en såkalt «solid-state kjøleløsning» som fullstendig forlater tradisjonelle viftekjølingsmetoder.
I tillegg har Huawei og Harbin Institute of Technology i fellesskap søkt om et patent kalt «Diamond Chip». Dette er en effektiv varmeavledningsbrikke laget av diamantmaterialer, som kan løse oppvarmingsproblemet med høyytelsesbrikker og åpne en ny vei for å forbedre sponytelsen. Diamant er en krystall sammensatt av karbonelementer, med utmerkede fysiske og kjemiske egenskaper. Diamant, som et naturlig mineral, har utmerket termisk ledningsevne. Bruk av diamant til varmespredning av elektroniske brikker kan forbedre deres varmespredningseffektivitet betydelig. Sammenlignet med tradisjonelle materialer, lindrer det effektivt problemene forårsaket av langvarig høytemperaturdrift av flis.
Selv om unike løsninger kan brukes i noen applikasjoner, må de fleste markeder finne måter å gjøre mer på med mindre ressurser, noe som betyr å ha mer funksjonalitet per watt. Kostnaden forbundet med dette er mye høyere enn tidligere løsninger.
