針對電子產(chǎn)品的最新片上冷卻技術(shù)應(yīng)運而生

電子設(shè)備的逐漸小型化、精密化，帶來了散熱的難題。溫度對電子設(shè)備的工作性能影響非常大，對于一個穩(wěn)定并且持續(xù)工作的電子芯片來說，按要求最高溫度不能超過 85 ℃。一件半導(dǎo)體元件的溫度每升高10 ℃，這個系統(tǒng)的可靠性將會降低 50%，據(jù)統(tǒng)計超過55%的電子設(shè)備的失效原因都是因為溫度過高。傳統(tǒng)的電子芯片中，用于冷卻的體積占了 98%，只有 2%是用于計算運行的，但是這樣依舊很難解決現(xiàn)在所存在的散熱問題。高溫會對電子設(shè)備的性能造成有害的影響，而那些傳統(tǒng)的散熱方式存在一定的局限性，因此為保證電子設(shè)備的使用壽命和高效的性能，探究并研發(fā)更好的電子設(shè)備散熱方式刻不容緩。

從人工智能芯片和超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心到航空航天應(yīng)用等處理密集型應(yīng)用以及所有集成到電動汽車中的設(shè)備都在產(chǎn)生大量熱量。由于傳統(tǒng)的熱管理技術(shù)無法跟上所有熱空氣的步伐，麻省理工學院的衍生公司提出了一種冷卻電子設(shè)備的新方法。

經(jīng)過近五年的發(fā)展，JetCool Technologies最近從隱身模式中脫穎而出，采用了一種稱為微對流冷卻的方法。該技術(shù)使用小型流體噴射器，該公司的首席執(zhí)行官表示可以集成到電子設(shè)備中。

JetCool 首席執(zhí)行官 Bernie Malouin 表示，與目前最先進的技術(shù)相比，將流體射流放置在靠近產(chǎn)生熱量的地方的能力將使冷卻效率提高 10 倍。這家初創(chuàng)公司還聲稱航空航天應(yīng)用的尺寸和重量都可以減少。

Maloiun 說，微對流冷卻也被吹捧為提供當前冷卻技術(shù) 90% 的性能，因為它可以作為散熱器集成在硅基板上，而不需要特殊的半導(dǎo)體材料或復(fù)雜的編碼。

JetCool 于 1 月份從麻省理工學院分拆出來，尋求利用 200 萬美元的技術(shù)開發(fā)投資來滿足數(shù)據(jù)中心日益增長的冷卻需求，例如，處理機器學習和其他計算密集型工作負載的壓力。Malouin 還指出，隨著越來越多的設(shè)備被集成到設(shè)計中，電動汽車需要更好的冷卻技術(shù)，從而給電源管理系統(tǒng)帶來壓力。

“這些人正在推動降溫的極限，”馬魯因在接受采訪時指出。

這家初創(chuàng)公司在今年在波士頓舉行的國際微波研討會上推出了其微對流冷卻方法。JetCool 被命名為該活動的“Next Top Startup”。

JetCool 將其技術(shù)瞄準軍事和航空航天應(yīng)用，例如功率放大器和射頻組件。電動汽車應(yīng)用包括電源逆變器和信息娛樂控制臺。它還適用于光網(wǎng)絡(luò)和 5G 發(fā)射器等無線應(yīng)用。

擴展冷卻技術(shù)的最佳機會似乎是越來越多地由圖形處理器（通常與 CPU 相結(jié)合）以及新興的 AI 芯片和 ASIC 提供支持的企業(yè)數(shù)據(jù)中心。隨著公司推出更多分布式應(yīng)用程序，所有這些都被用于處理要求苛刻的工作負載。

其中許多用例代表了功率密度水平的兩倍或三倍，促使數(shù)據(jù)中心運營商尋找新的方法來消散服務(wù)器機架產(chǎn)生的熱量。

這家初創(chuàng)公司的方法還反映了隨著熱量產(chǎn)生和功耗的飆升，正在擴大對冷卻電子產(chǎn)品的新方法的研究。當前涉及遠程冷卻的熱管理方法只能通過增加電子元件的重量和體積來工作。

麻省理工學院于 2012 年啟動了微對流冷卻工作。同年，國防高級研究計劃局啟動了一項名為 Intrachip/Interchip Enhanced Cooling 的相關(guān)計劃。DARPA 項目也被稱為ICECool，探索了嵌入式熱管理技術(shù)，包括在基板、芯片或封裝內(nèi)集成微流體冷卻。目標之一是將新的熱管理技術(shù)納入芯片設(shè)計過程。