Тепловой вызов чипа
Мощность, потребляемая полупроводниками, генерирует тепло, которое необходимо отводить от оборудования, но как эффективно этого добиться, становится все более сложной задачей. По мере увеличения плотности транзисторов это становится сложнее.
Сами материалы и конструкция имеют потенциал для улучшения, поскольку они могут отводить больше тепла за счет проведения оборудования для рассеивания тепла. Проблема в том, что, если мы не используем большие серверы, тепловое пространство вокруг этих устройств очень мало. Вы должны рассмотреть возможность улучшения материалов, разумного использования теплового пространства вокруг чипов, упаковки или печатных плат. Что вам действительно нужно сделать, так это улучшить проводимость и скорость теплопередачи.
Тепло может выходить через верхнюю часть корпуса и затем попадать в радиатор или выводиться через нижнюю часть и подключенную к нему печатную плату. Когда пространство ограничено, все становится еще сложнее. В зависимости от конкретной конструкции эта цель может быть достигнута разными способами. Например, в смартфонах очень распространено использование пленок с высокой проводимостью, таких как графит или графен, из-за наименьшего объема системы и эффективного отвода тепла. В области инфраструктуры использование активных и пассивных 3D-пластин позволяет добиться работы в диапазоне сотен ватт.
На одном чипе мы выполняем проверку синхронизации и мощности на уровне списка соединений. В контексте 3D-IC это может оказаться непрактичным, поэтому характеристики сопротивления чипов строятся с помощью тепловых моделей, чтобы понять каждую геометрическую деталь, присутствующую в чипе. В конечном счете, он сочетает в себе дизайн и упаковку, и некоторые модели чипов создаются именно таким образом.
Многие чипы сталкиваются с термическими барьерами, и решить эту проблему непросто. Мы можем разработать и произвести невероятные чипы, но они расплавятся. Это не ограничение производства и не ограничение конструкции. Это физическое ограничение, и мы не можем выделять больше тепла. Хотя в определенных приложениях можно использовать уникальные решения, большинство рынков должны найти способы добиться большего с меньшими ресурсами, что означает большую функциональность на ватт. Связанные с этим затраты намного выше, чем предыдущие решения.
