Российские ученые предложили новый способ эффективного охлаждения микрочипов
Исследователи Томского политехнического университета совместно с коллегами из Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН разработали новый подход к созданию теплопередающих поверхностей для охлаждения микрочипов — основных элементов современной электроники от смартфонов до систем искусственного интеллекта.
Наличие проблемы
Без эффективного теплоотвода невозможно развитие суперкомпьютеров, беспилотных автомобилей и робототехники. Существующие однофазные системы охлаждения справляются лишь при тепловых потоках до 100 Вт/см, тогда как современная силовая электроника требует большего. Перспективное решение — двухфазные системы капельного орошения, где охладитель испаряется прямо на поверхности чипа. Однако для их эффективной работы важно уметь управлять каплями: направлять их точно в зоны наибольшего перегрева и контролировать режим испарения.
Ключ к решению
С помощью наносекундного лазерного излучения ученые создавали на образцах из алюминиево-магниевого сплава заданные текстуры, а затем придавали отдельным участкам противоположные свойства — гидрофобные и гидрофильные. Такой контраст позволяет поверхности самостоятельно притягивать капли туда, где они нужнее всего.
Полученный результат
Поверхности с оптимальным соотношением гидрофобных и гидрофильных зон отводят тепло в шесть раз эффективнее обычных, а при умеренном нагреве эффективность охлаждения возрастает до двадцати раз.
Полученные данные могут лечь в основу адаптивных систем охлаждения нового поколения — тех, что позволят процессорам будущего работать быстрее, не перегреваясь.
