Data: Poniedziałek, 2 lutego 2009, 17:12

Chłodzenie termoelektryczne w układzie scalonym

Eksperci z Intela, Arizona State University, RTI International i Nextreme Thermal Solutions pokazali pierwsze w historii termoelektryczne urządzenie chłodzące wbudowane w układ scalony.

Podczas eksperymentów zadaniem termoelektrycznej "lodówki" było obniżenie temperatury niewielkiego fragmentu (0,16 mm²) układu scalonego. Po włączeniu chłodzenia spadła o niemal 15°C. To pierwsza demonstracja technologii, która może w przyszłości służyć chłodzeniu układów scalonych.

Twórcy nowej technologii wykorzystali dwa znane zjawiska. Pierwsze, polegające na tym, że materiał termoelektryczny w skali nano jest znacznie bardziej efektywny, i drugie, że użycie termoelektrycznych ciepłowodów do chłodzenia najbardziej gorących części chipa jest bardziej rozsądne z punktu widzenia oszczędności energii niż próby schłodzenia całego układu.

Obecnie, aby usunąć 100 watów mocy cieplnej, trzeba zużyć 100 watów mocy elektrycznej. Jeśli jednak skupimy się na najgorętszym obszarze, to jego ciepło jest generowana przez kilka watów, więc zużycie jest znacznie mniejsze.

Naukowcy do standardowego odbiornika ciepła montowanego na układach scalonych przyczepili niewielką płytkę z arsenku galu. Na niej wyhodowali grubą na 100-mikrometrów strukturę krystaliczną zawierającą bizmut, tellur, antymon i selen. Struktura przekazywała ciepło z wybranego punku układu scalonego do odbiornika ciepła. Do testów naukowcy wybrali punkt, w którym przepływ mocy cieplnej wynosił 1300 watów na centymetr kwadratowy, czyli znacznie więcej, niż w mikroprocesorach. Okazało się, że nawet przed uruchomieniem "lodówki" była ona w stanie obniżyć temperaturę wskazanego punktu o 6°C. Wystarczył fakt, że struktura krystaliczna znacznie lepiej przewodzi ciepło. Po przyłożeniu do "lodówki" prądu o natężeniu 3 amperów temparatura punktu została obniżona o 15°C.

Mariusz Błoński