Технология охлаждения чипа
При разработке полупроводниковой техники, обновлении оборудования и совершенствовании техники всегда будут возникать различные трудности и проблемы. Небольшое количество транзисторов может не оказать большого влияния на надежность, но тепло, выделяемое миллиардами транзисторов, повлияет на надежность. Высокая степень использования увеличит тепловыделение, но плотность тепла повлияет на каждый усовершенствованный узловой чип и корпус, которые используются в смартфонах, серверных чипах, ar/vr и многих других высокопроизводительных устройствах. Для всех них компоновка и производительность DRAM теперь являются основными соображениями при проектировании.
В дополнение к DRAM управление температурным режимом становится критическим для все большего количества чипов. Это один из все более и более взаимосвязанных факторов, которые необходимо учитывать во всем процессе разработки. Упаковочная промышленность также ищет пути решения проблемы рассеивания тепла. Выбор наилучшего метода упаковки и интеграции в него микросхем очень важен для производительности. Компоненты, кремний, TSV, медные опоры и т. д. имеют различный коэффициент теплового расширения (TCE), что влияет на производительность сборки и долгосрочную надежность.
Выбор ТИМА:
В корпусе чипа более 90 процентов тепла излучается от верхней части чипа к радиатору через корпус, который обычно представляет собой анодированную алюминиевую подложку с вертикальными ребрами. Материал теплового интерфейса (TIM) с высокой теплопроводностью помещается между чипом и корпусом для облегчения передачи тепла. Следующее поколение Tim для ЦП включает в себя сплав листового металла (например, индий и олово) и спеченное серебро олово с мощностью проводимости 60 Вт/мкОм и 50 Вт/мкОм соответственно.
Канал охлаждения микрочипа:
Теперь швейцарские исследователи наконец-то нашли лучший способ изобрести чип, не нуждающийся во внешнем охлаждении. Микротрубочки, интегрированные в полупроводник, будут подводить охлаждающую жидкость непосредственно вокруг транзистора, что не только значительно улучшит эффект отвода тепла от чипа, но и сэкономит энергию и сделает будущие электронные продукты более экологичными. Производство этого встроенного охлаждения дешевле, чем предыдущий процесс.
Первоначальная идея усовершенствованной упаковки заключается в том, что она может работать как кирпичики Lego — небольшие микросхемы, разработанные на разных технологических узлах, могут быть собраны вместе и могут уменьшить тепловые проблемы. Однако с точки зрения производительности и мощности расстояние, на которое должен передаваться сигнал, очень важно, а цепь, которая всегда разомкнута или должна быть частично затемнена, повлияет на тепловые характеристики. Не так просто, как кажется, разделить пресс-форму на несколько частей только для повышения производительности и гибкости. Каждое соединение в пакете должно быть оптимизировано, и точка доступа больше не ограничивается одним чипом.
В целом, с точки зрения тенденции развития, микросхемы DRAM повышают плотность хранения за счет миниатюризации процесса производства технологии микросхем памяти. Что касается продуктов хранения, они будут развиваться в направлении высокой скорости и большой емкости в будущем, а производительность продукта будет продолжать улучшаться; Что касается области применения продуктов хранения, ПК, мобильный телефон 5g, носимые устройства и безопасность являются основными тенденциями развития в традиционных областях применения, а центр обработки данных, умный дом и умный автомобиль являются основными тенденциями развития в новых областях применения. Таким образом, упаковочная промышленность будет продолжать продвигать исследования и разработки в области технологий охлаждения чипов.
