Čip protiv pregrijavanja mikroelektronike

Kako raste potražnja za snažnijim i učinkovitijim mikroelektroničkim sustavima, industrija se okreće 3D integraciji, slaganju čipova jedan na drugi.

Ova vertikalno slojevita arhitektura mogla bi omogućiti da se visokoučinkoviti procesori, poput onih koji se koriste za umjetnu inteligenciju, usko pakiraju s drugim visoko specijaliziranim čipovima za komunikaciju ili obradu slika. No, tehnolozi posvuda suočavaju se s velikim izazovom: kako spriječiti pregrijavanje tih snopova.

MIT Lincoln Laboratory je sada razvio specijalizirani čip za testiranje i validaciju rješenja za hlađenje pakiranih slojeva čipova. Čip rasipa izuzetno veliku snagu, oponašajući visokoučinkovite logičke čipove, kako bi generirao toplinu kroz silicijski sloj i u lokaliziranim vrućim točkama.

Zatim, kako se tehnologije hlađenja primjenjuju na pakirani sloj, čip mjeri promjene temperature. Kada se ugradi u sloj, čip će omogućiti istraživačima da proučavaju kako se toplina kreće kroz slojeve sloja i uspoređuju napredak u njihovom hlađenju.

Čip za mjerenje performansi sada se koristi u HRL Laboratories, istraživačko-razvojnoj tvrtki u suvlasništvu Boeinga i General Motorsa, dok razvijaju sustave hlađenja za 3D heterogene integrirane (3DHI) sustave. Heterogena integracija odnosi se na slaganje silicijskih čipova s ​​​​nesilicijskim čipovima, poput III-V poluvodiča koji se koriste u radiofrekventnim (RF) sustavima.  

Testni čip razvijen je suradnjom između dizajnera strujnih krugova, stručnjaka za električna ispitivanja i tehničara u laboratoriju za mikroelektroniku.

Čip ima dvije funkcije, generiranje topline i osjećanje temperature. Za generiranje topline, tim je dizajnirao sklopove koji bi mogli raditi na vrlo visokim gustoćama snage, u rasponu kilovata po kvadratnom centimetru, usporedivo s predviđenim potrebama za energijom visokoučinkovitih čipova danas i u budućnosti.

Također su replicirali raspored sklopova u tim čipovima, omogućujući testnom čipu da posluži kao realistična zamjena.