보다 지속 가능한 냉각을 위해 미세 유체와 전자 장치의 공동 설계

열 관리는 전자 제품의 미래를위한 가장 중요한 과제 중 하나입니다. 데이터 생성 및 통신 속도가 계속 증가하고 산업용 컨버터 시스템의 크기와 비용을 줄이려는 끊임없는 충동으로 전자 제품의 전력 밀도가 증가했습니다. 그 결과, 엄청난 에너지와 물 소비로 인해 냉각이 환경에 미치는 영향이 계속 증가하고 있으며,보다 지속 가능한 방식으로 즉, 물과 에너지 소비를 줄이려면 새로운 기술이 필요합니다. 액체 냉각을 칩에 직접 내장하는 것은보다 효율적인 열 관리를위한 유망한 접근 방식입니다. 그러나 가장 현대적인 접근 방식을 사용하더라도 전자 장치와 냉각은 별도로 처리되므로 임베디드 냉각의 완전한 에너지 절약 잠재력은 사용되지 않습니다.

공동 설계된 미세 유체 냉각 전기 장치

소스 이미지 : 자연 585, 211-216 (2020)

여기에서 연구원들은 동일한 반도체 기판 내에서 미세 유체 및 전자 장치를 공동 설계함으로써 현재 사용 가능한 것보다 효율성이 높은 단일체 통합, 다양한 마이크로 채널 냉각 구조를 생성 할 수 있음을 보여줍니다. 그들의 결과에 따르면 평방 센티미터 당 1,7 킬로와트 이상의 열 흐름은 평방 센티미터 당 0,57 와트의 펌프 출력으로도 발산 될 수 있습니다. 그들은 평방 센티미터 당 10.000 킬로와트 이상의 열 흐름의 단상 수냉에 대해 전례없는 성능 계수 (1 이상)를 관찰했습니다. 이는 곧은 마이크로 채널에 비해 50 배 증가한 수치와 매우 높은 평균 Nusselt에 해당합니다. 제안 된 냉각 기술은 전자 장치의 추가 소형화를 가능하게하여 무어의 법칙을 확장하고 전자 장치 냉각에서 에너지 소비를 크게 줄일 수 있습니다. 또한 대형 외부 방열판을 제거함으로써이 접근 방식을 사용하면 단일 칩에 통합 된 초소형 전력 변환기를 구현할 수 있습니다.

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