針對(duì)電子產(chǎn)品的最新片上冷卻技術(shù)應(yīng)運(yùn)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(duì)電子設(shè)備的工作性能影響非常大，對(duì)于一個(gè)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(gè)系統(tǒng)的可靠性將會(huì)降低 50%，據(jù)統(tǒng)計(jì)超過55%的電子設(shè)備的失效原因都是因?yàn)闇囟冗^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(jì)算運(yùn)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(huì)對(duì)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(dòng)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(xué)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(duì)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(jìn)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(duì)流冷卻也被吹捧為提供當(dāng)前冷卻技術(shù) 90% 的性能，因?yàn)樗梢宰鳛樯崞骷稍诠杌迳?，而不需要特殊的半?dǎo)體材料或復(fù)雜的編碼。

JetCool 于 1 月份從麻省理工學(xué)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(jī)器學(xué)習(xí)和其他計(jì)算密集型工作負(fù)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(jì)中，電動(dòng)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(dòng)降溫的極限，”馬魯因在接受采訪時(shí)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(huì)上推出了其微對(duì)流冷卻方法。JetCool 被命名為該活動(dòng)的“Next Top Startup”。

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

擴(kuò)展冷卻技術(shù)的最佳機(jī)會(huì)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(fù)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(yùn)營商尋找新的方法來消散服務(wù)器機(jī)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(kuò)大對(duì)冷卻電子產(chǎn)品的新方法的研究。當(dāng)前涉及遠(yuǎn)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(xué)院于 2012 年啟動(dòng)了微對(duì)流冷卻工作。同年，國防高級(jí)研究計(jì)劃局啟動(dòng)了一項(xiàng)名為 Intrachip/Interchip Enhanced Cooling 的相關(guān)計(jì)劃。DARPA 項(xiàng)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(biāo)之一是將新的熱管理技術(shù)納入芯片設(shè)計(jì)過程。