ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਤਰਲ ਕੂਲਿੰਗ ਬਣਾਇਆ ਹੈ

ਜਦੋਂ ਡੈਸਕਟੌਪ ਪ੍ਰੋਸੈਸਰਾਂ ਨੇ ਪਹਿਲੀ ਵਾਰ 1 ਗੀਗਾਹਰਟਜ਼ ਨੂੰ ਤੋੜਿਆ, ਕੁਝ ਸਮੇਂ ਲਈ ਅਜਿਹਾ ਲਗਦਾ ਸੀ ਕਿ ਜਾਣ ਲਈ ਕਿਤੇ ਵੀ ਨਹੀਂ ਸੀ। ਪਹਿਲਾਂ, ਨਵੀਆਂ ਤਕਨੀਕੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਦੇ ਕਾਰਨ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣਾ ਸੰਭਵ ਸੀ, ਪਰ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਹਟਾਉਣ ਲਈ ਵਧਦੀਆਂ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਦੇ ਕਾਰਨ ਆਵਿਰਤੀ ਦੀ ਪ੍ਰਗਤੀ ਹੌਲੀ ਹੋ ਗਈ। ਇੱਥੋਂ ਤੱਕ ਕਿ ਵੱਡੇ ਰੇਡੀਏਟਰਾਂ ਅਤੇ ਪ੍ਰਸ਼ੰਸਕਾਂ ਕੋਲ ਕਈ ਵਾਰ ਸਭ ਤੋਂ ਸ਼ਕਤੀਸ਼ਾਲੀ ਚਿਪਸ ਤੋਂ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਹਟਾਉਣ ਦਾ ਸਮਾਂ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ.

ਸਵਿਟਜ਼ਰਲੈਂਡ ਦੇ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਕੋਸ਼ਿਸ਼ ਕਰਨ ਦਾ ਫੈਸਲਾ ਕੀਤਾ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਹਟਾਉਣ ਦਾ ਨਵਾਂ ਤਰੀਕਾ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੁਆਰਾ ਤਰਲ ਨੂੰ ਪਾਸ ਕਰਕੇ. ਉਹਨਾਂ ਨੇ ਚਿੱਪ ਅਤੇ ਕੂਲਿੰਗ ਸਿਸਟਮ ਨੂੰ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਯੂਨਿਟ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤਾ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਚਿੱਪ ਦੇ ਸਭ ਤੋਂ ਗਰਮ ਹਿੱਸਿਆਂ ਦੇ ਨੇੜੇ ਆਨ-ਚਿੱਪ ਤਰਲ ਚੈਨਲ ਰੱਖੇ ਗਏ ਹਨ। ਨਤੀਜਾ ਕੁਸ਼ਲ ਤਾਪ ਖਰਾਬੀ ਦੇ ਨਾਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਵਾਧਾ ਹੈ.

ਇੱਕ ਚਿੱਪ ਤੋਂ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਹਟਾਉਣ ਵਿੱਚ ਸਮੱਸਿਆ ਦਾ ਇੱਕ ਹਿੱਸਾ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਇਸ ਵਿੱਚ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕਈ ਪੜਾਅ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ: ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਚਿੱਪ ਤੋਂ ਚਿਪ ਪੈਕਿੰਗ ਵਿੱਚ, ਫਿਰ ਪੈਕਿੰਗ ਤੋਂ ਹੀਟਸਿੰਕ ਵਿੱਚ, ਅਤੇ ਫਿਰ ਹਵਾ ਵਿੱਚ (ਥਰਮਲ ਪੇਸਟ, ਭਾਫ਼ ਚੈਂਬਰ, ਆਦਿ) ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਅੱਗੇ ਵੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ)। ਕੁੱਲ ਮਿਲਾ ਕੇ, ਇਹ ਗਰਮੀ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਨੂੰ ਸੀਮਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਚਿੱਪ ਤੋਂ ਹਟਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ ਵਰਤੇ ਜਾ ਰਹੇ ਤਰਲ ਕੂਲਿੰਗ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਲਈ ਵੀ ਸੱਚ ਹੈ। ਚਿੱਪ ਨੂੰ ਸਿੱਧਾ ਇੱਕ ਥਰਮਲ ਸੰਚਾਲਕ ਤਰਲ ਵਿੱਚ ਰੱਖਣਾ ਸੰਭਵ ਹੋਵੇਗਾ, ਪਰ ਬਾਅਦ ਵਾਲੇ ਨੂੰ ਬਿਜਲੀ ਨਹੀਂ ਚਲਾਉਣੀ ਚਾਹੀਦੀ ਜਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਹਿੱਸਿਆਂ ਨਾਲ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਨਹੀਂ ਹੋਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ।

ਆਨ-ਚਿੱਪ ਤਰਲ ਕੂਲਿੰਗ ਦੇ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਕਈ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਹੋ ਚੁੱਕੇ ਹਨ। ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਅਜਿਹੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਬਾਰੇ ਗੱਲ ਕਰ ਰਹੇ ਹਾਂ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਤਰਲ ਲਈ ਚੈਨਲਾਂ ਦੇ ਸਮੂਹ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਯੰਤਰ ਇੱਕ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿੱਚ ਫਿਊਜ਼ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਤਰਲ ਆਪਣੇ ਆਪ ਇਸ ਰਾਹੀਂ ਪੰਪ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਚਿੱਪ ਤੋਂ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਹਟਾਉਣ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਦਿੰਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਅਮਲਾਂ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਕਿ ਚੈਨਲਾਂ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਦਬਾਅ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਪਾਣੀ ਨੂੰ ਪੰਪ ਕਰਨ ਲਈ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਊਰਜਾ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ - ਪ੍ਰੋਸੈਸਰ ਤੋਂ ਹਟਾਏ ਜਾਣ ਤੋਂ ਵੱਧ। ਇਹ ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਊਰਜਾ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ ਚਿੱਪ 'ਤੇ ਖਤਰਨਾਕ ਮਕੈਨੀਕਲ ਤਣਾਅ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਨਵੀਂ ਖੋਜ ਆਨ-ਚਿੱਪ ਕੂਲਿੰਗ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਵਿਚਾਰਾਂ ਦਾ ਵਿਕਾਸ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਇੱਕ ਹੱਲ ਲਈ, ਤਿੰਨ-ਅਯਾਮੀ ਕੂਲਿੰਗ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ - ਇੱਕ ਬਿਲਟ-ਇਨ ਕੁਲੈਕਟਰ ਦੇ ਨਾਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਚੈਨਲ (ਏਮਬੈਡਡ ਮੈਨੀਫੋਲਡ ਮਾਈਕ੍ਰੋਚੈਨਲ, EMMC)। ਉਹਨਾਂ ਵਿੱਚ, ਇੱਕ ਤਿੰਨ-ਅਯਾਮੀ ਲੜੀਵਾਰ ਮੈਨੀਫੋਲਡ ਇੱਕ ਚੈਨਲ ਦਾ ਇੱਕ ਹਿੱਸਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਕੂਲੈਂਟ ਦੀ ਵੰਡ ਲਈ ਕਈ ਪੋਰਟ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।

ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ EMMC ਨੂੰ ਸਿੱਧੇ ਚਿੱਪ ਉੱਤੇ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਕਰਕੇ ਇੱਕ ਮੋਨੋਲਿਥਿਕਲੀ ਇੰਟੀਗ੍ਰੇਟਿਡ ਮੈਨੀਫੋਲਡ ਮਾਈਕ੍ਰੋਚੈਨਲ (mMMC) ਵਿਕਸਿਤ ਕੀਤਾ। ਛੁਪੇ ਹੋਏ ਚੈਨਲਾਂ ਨੂੰ ਚਿੱਪ ਦੇ ਸਰਗਰਮ ਖੇਤਰਾਂ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਅਤੇ ਕੂਲੈਂਟ ਸਿੱਧਾ ਗਰਮੀ ਦੇ ਸਰੋਤਾਂ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਵਹਿੰਦਾ ਹੈ। mMMC ਬਣਾਉਣ ਲਈ, ਪਹਿਲਾਂ, ਚੈਨਲਾਂ ਲਈ ਤੰਗ ਸਲਾਟ ਇੱਕ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ - ਗੈਲਿਅਮ ਨਾਈਟਰਾਈਡ (GaN) ਨਾਲ ਲੇਪ ਕੀਤੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਸਬਸਟਰੇਟ ਉੱਤੇ ਨੱਕਾਸ਼ੀ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ; ਫਿਰ ਇੱਕ ਆਈਸੋਟ੍ਰੋਪਿਕ ਗੈਸ ਨਾਲ ਐਚਿੰਗ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਸਿਲੀਕਾਨ ਵਿੱਚ ਅੰਤਰ ਨੂੰ ਲੋੜੀਂਦੀ ਚੈਨਲ ਚੌੜਾਈ ਤੱਕ ਚੌੜਾ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ; ਇਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਚੈਨਲਾਂ ਦੇ ਉੱਪਰ GaN ਪਰਤ ਦੇ ਛੇਕ ਤਾਂਬੇ ਨਾਲ ਸੀਲ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਚਿੱਪ ਨੂੰ ਇੱਕ GaN ਪਰਤ ਵਿੱਚ ਨਿਰਮਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਲਈ ਕੁਲੈਕਟਰ ਅਤੇ ਡਿਵਾਈਸ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਕਨੈਕਸ਼ਨ ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਲੋੜ ਨਹੀਂ ਹੈ.

ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਪਾਵਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਮੋਡੀਊਲ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਹੈ ਜੋ ਬਦਲਵੇਂ ਕਰੰਟ ਨੂੰ ਡਾਇਰੈਕਟ ਕਰੰਟ ਵਿੱਚ ਬਦਲਦਾ ਹੈ। ਇਸਦੀ ਮਦਦ ਨਾਲ, 1,7 kW/cm2 ਤੋਂ ਵੱਧ ਦੇ ਤਾਪ ਦੇ ਵਹਾਅ ਨੂੰ ਸਿਰਫ਼ 0,57 W/cm2 ਦੀ ਪੰਪਿੰਗ ਪਾਵਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਠੰਡਾ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਇਲਾਵਾ, ਸਿਸਟਮ ਸਵੈ-ਹੀਟਿੰਗ ਦੀ ਕਮੀ ਦੇ ਕਾਰਨ ਇੱਕ ਸਮਾਨ ਅਨਕੂਲਡ ਡਿਵਾਈਸ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਪਰਿਵਰਤਨ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਹਾਲਾਂਕਿ, ਤੁਹਾਨੂੰ ਇੱਕ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਕੂਲਿੰਗ ਸਿਸਟਮ ਦੇ ਨਾਲ GaN- ਅਧਾਰਤ ਚਿਪਸ ਦੇ ਨਜ਼ਦੀਕੀ ਦਿੱਖ ਦੀ ਉਮੀਦ ਨਹੀਂ ਕਰਨੀ ਚਾਹੀਦੀ - ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਬੁਨਿਆਦੀ ਮੁੱਦਿਆਂ ਨੂੰ ਅਜੇ ਵੀ ਹੱਲ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਸਿਸਟਮ ਸਥਿਰਤਾ, ਤਾਪਮਾਨ ਸੀਮਾਵਾਂ, ਆਦਿ। ਅਤੇ ਫਿਰ ਵੀ, ਇਹ ਇੱਕ ਚਮਕਦਾਰ ਅਤੇ ਠੰਡੇ ਭਵਿੱਖ ਵੱਲ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਕਦਮ ਹੈ।

ਸਰੋਤ:

• arstechnica.com
• ਕੁਦਰਤ

ਸਰੋਤ: 3dnews.ru