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晶体管集成冷却,可提供功能更强大的芯片
2020年09月16日    阅读量:210    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

管理电子器件中产生的热量是一个巨大的问题,尤其是在不断缩小尺寸并在同一芯片中尽可能多地封装晶体管方面尤其如此。整个问题是如何有效地管理如此高的热通量。通常,由电气工程师设计的电子技术和由机械工程师设计的冷却系统是独立完成的中国机械网okmao.com


但是现在,EPFL的研究人员将这两个设计步骤合二为一,悄悄地改变了这一过程:他们开发了一种集成的微流体冷却技术以及可以有效管理晶体管产生的大热通量的电子设备。他们的研究已发表在《自然》杂志上,将导致更加紧凑的电子设备,并使具有多个高压设备的功率转换器集成到单个芯片中。


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两全其美的


在这个由ERC资助的项目中,Elison Matioli教授,他的博士生Remco Van Erp和他们来自工程学院功率与宽带隙电子研究实验室(POWERLAB)的团队开始致力于实现设计的真正改变从一开始就通过构思电子设备和冷却电子设备来实现。该集团致力于提取热量非常接近该升温的最该地区设备。Van Erp说:“我们希望结合电气和机械工程方面的技能,以制造出一种新型设备。”


该团队希望解决如何冷却电子设备(尤其是晶体管)的问题。Elison Matioli说:“管理这些设备产生的热量是未来电子产品面临的最大挑战之一。” “最大限度地减少对环境的影响变得越来越重要,因此我们需要创新的冷却技术,这些技术可以以可持续且具有成本效益的方式有效地处理大量产生的热量。”


我们将微流体通道放置在非常靠近晶体管热点的位置,并采用简单而集成的制造过程,以便我们可以在正确的位置提取热量,并防止热量散布到整个设备中。学分:EPFL 2020

微流体通道和热点


他们的技术基于将微流体通道与电子器件集成在半导体芯片内部,因此冷却液在电子芯片内部流动。“我们将微流体通道放置在非常靠近晶体管热点的位置,采用了简单而集成的制造工艺,因此我们可以在正确的位置提取热量,并防止热量散布到整个器件中,” Matioli说。他们使用的冷却液是去离子水,该水不导电。Van Erp说:“我们在实验中选择了这种液体,但我们已经在测试其他更有效的液体,以便可以从晶体管中吸收更多的热量。”


减少能源消耗


Matioli说:“这种冷却技术将使我们能够使电子设备变得更加紧凑,并可以大大减少世界各地的能源消耗。” “我们消除了对大型外部散热器的需求,并表明可以在单个芯片中创建超紧凑型电源转换器。随着社会越来越依赖电子产品,这将被证明是有用的。” 研究人员现在正在研究如何管理激光和通讯系统等其他设备中的热量。


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