Тарек Гебраел , инженер в Университета на Илинойс, е водещ автор на „Nature Electronics “ – проект, предлагащ нов метод за охлаждане, използващ покритие на медна основа. Тази система е много евтина, лесна за внедряване и изключително полезна за подобряване на производителността на оборудването, радикално увеличаване на капацитета за обработка и изискваща минимално пространство. Това решение на проблемите, породени от съществуващите охладителни системи, беше потвърдено на 29 май.
Заедно с други експерти, Gebrael потвърждава, че тяхната инициатива в момента е във фаза на проучване . Това ще им позволи да гарантират надеждността и дълготрайността на покритията, които са от съществено значение за приемането им от индустрията . По този начин, тя е определена като план, който представлява значителна стъпка към прехода към промишлено и търговско производство за различни приложения, включително охлаждане на силова електроника, охлаждане на електрически машини и управление на температурата в центрове за данни.
Ето как работи това термично медно покритие
Идеята на Тарек Гебраел и неговия екип е да създадат термично медно покритие , което обгръща всички повърхности, генериращи топлина, подобно на слой боя. Тъй като е материал, използван за разсейване на топлината с висока топлопроводимост, той може да реши проблемите, пред които са изправени настоящите охладителни системи.
В този случай покритието се фокусира върху пълното обгръщане на устройството, като по този начин покрива всички открити повърхности. Това елиминира необходимостта от конвенционални методи за разсейване на топлината, които използват само дифузори и радиатори отгоре, пренебрегвайки факта, че по-голямата част от топлината се генерира под електронното устройство.
„Тази технология комбинира два отделни подхода за управление на температурата: охлаждане на ниво устройство в близост до съединението и дифузия на топлина на ниво плоча.“
– Ненад Милькович, доцент по машиностроене и инженерство в UIUC и съветник на Gebrael.
Едно от основните предимства на тази проста настройка е, че увеличава мощността на единица обем с до 740% , тъй като не заема почти никакво място. Това означава, че гарантира радикално увеличение на производителността, нещо, което не се вижда при настоящите радиатори.
Освен това, системата е изработена от едно цяло , тъй като устройството и медният радиатор са интегрирани в едно цяло. Това е така, защото няма нужда от термоинтерфейсен материал или отделен радиатор, тъй като и двете са обемисти и намаляват мощността на оборудването, като влияят негативно върху топлинните характеристики.
Друго предимство е, че системата е много икономична ; медта е много по-евтина от диаманта и няма нужда да се използва допълнителен материал, който би увеличил разходите. Това е за разлика от диамантените топлоразпределители, които се използват предимно на ниво чип и са скъпи.
Освен това, лекотата на прилагане на това термично медно покритие е друго предимство, подчертано от Гебраел и неговия екип. Тъй като процесът на нанасяне се извършва в електронната индустрия , тази характеристика увеличава простотата на иновативното решение.
Фазата на изследване е довела до интересни данни
Проектът, описан като „високоефективна охладителна система чрез интегриране на мед в електронни устройства “ , все още е в етап на проучване . Досега публично публикуваният документ показва, че покритията могат да се използват както във въздух, така и във вода.
Тази декларация има положително въздействие върху приложенията за „потапящо охлаждане“ . Те включват поставяне на електронни устройства директно в непроводяща течност, така че топлината да се предава от компонентите към течността без посредници . Това е ключов механизъм за увеличаване на хардуерната плътност, подобряване на използването на процесора и опростяване на поддръжката.
Тази техника на покритие елиминира големи медни или алуминиеви разряди. Това е много по-компактно решение за разсейване на топлината от високоскоростните процесори и паметта.
Засега екипът на Nature Electronics тества надеждността на покритието, използвайки среди с високо напрежение, кипящи диелектрични течности и вряща вода. Докато първоначалната работа е фокусирана върху прости тестови платки , те подчертават, че ще внедрят покритията върху силови модули и графични процесори в голям мащаб.
По-късно изследователите планират да тестват издръжливостта на покритието и това ще бъде най-важната стъпка към приемането му от индустрията. Тъй като това е толкова евтина и проста технология, тя може да повдигне множество въпроси в сравнение с това, което обикновено се среща на пазара. Без нея, технологията за разсейване на топлината ще трябва да продължи да разчита на конвенционалните методи за охлаждане на процесора и графичния процесор.
