Tarek Gebrael , inženjer na Univerzitetu Illinois, glavni je autor projekta "Nature Electronics ", koji predlaže novu metodu hlađenja korištenjem premaza na bazi bakra. Ovaj sistem je vrlo jeftin, jednostavan za implementaciju i izuzetno koristan za poboljšanje performansi opreme, radikalno povećanje kapaciteta obrade i minimalan prostor. Ovo rješenje za probleme koje predstavljaju postojeći sistemi hlađenja potvrđeno je 29. maja.
Zajedno s drugim stručnjacima, Gebrael potvrđuje da je njihova inicijativa trenutno u fazi istraživanja . To će im omogućiti da garantuju pouzdanost i trajnost premaza, koji su neophodni za prihvatanje u industriji . Stoga je identificiran kao plan koji predstavlja značajan korak ka prelasku na industrijsku i komercijalnu proizvodnju za različite primjene, uključujući hlađenje energetske elektronike, hlađenje električnih mašina i upravljanje temperaturom u podatkovnim centrima.
Ovako funkcioniše ovaj termički bakreni premaz
Ideja Tareka Gebraela i njegovog tima je stvaranje termalnog bakrenog premaza koji obavija sve površine koje generiraju toplinu, slično sloju boje. Budući da je to materijal koji se koristi za odvođenje topline s visokom toplinskom provodljivošću, može riješiti probleme s kojima se suočavaju trenutni sistemi hlađenja.
U ovom slučaju, premaz se fokusira na potpuno obavijanje uređaja, pokrivajući tako sve izložene površine. Ovo eliminira potrebu za konvencionalnim metodama odvođenja topline koje koriste samo difuzore i hladnjake na vrhu, zanemarujući činjenicu da se većina topline generira ispod elektroničkog uređaja.
„Ova tehnologija kombinuje dva odvojena pristupa upravljanju toplotom: hlađenje na nivou uređaja u blizini spojeva i difuziju toplote na nivou ploče.“
– Nenad Miljković, vanredni profesor mašinskih nauka i inženjerstva na UIUC-u i savjetnik Gebraela.
Jedna od glavnih prednosti ovog jednostavnog podešavanja je ta što povećava snagu po jedinici zapremine i do 740% , jer ne zauzima gotovo nikakav prostor. To znači da garantuje radikalno povećanje performansi, nešto što se ne vidi kod trenutnih hladnjaka.
Nadalje, sistem je napravljen od jednog komada , jer su uređaj i bakreni hladnjak integrirani u jednu jedinicu. To je zato što nema potrebe za termalnim interfejs materijalom ili zasebnim hladnjakom, koji su glomazni i imaju tendenciju smanjenja snage opreme negativno utječući na termalne performanse.
Još jedna prednost je što je sistem vrlo ekonomičan ; bakar je mnogo jeftiniji od dijamanta i nema potrebe za korištenjem dodatnog materijala koji bi povećao troškove. To je za razliku od dijamantskih rasipnika topline, koji se uglavnom koriste na nivou čipa i skupi su.
Osim toga, jednostavnost primjene ovog termičkog bakrenog premaza je još jedna prednost koju su istakli Gebrael i njegov tim. Budući da se proces primjene provodi unutar elektroničke industrije , ova karakteristika povećava jednostavnost inovativnog rješenja.
Istraživačka faza je dala zanimljive podatke
Projekat, opisan kao „visokoefikasan sistem hlađenja kroz integraciju bakra u elektronske uređaje “ , još uvijek je u fazi istraživanja . Za sada, javno objavljeni dokument pokazuje da se premazi mogu koristiti i u zraku i u vodi.
Ova deklaracija ima pozitivan uticaj na primjene "hlađenja uranjanjem" . To uključuje direktno postavljanje elektronskih uređaja u neprovodljivu tekućinu tako da se toplina prenosi s komponenti na tekućinu bez posrednika . Ovo je ključni mehanizam za povećanje gustoće hardvera, poboljšanje iskorištenosti procesora i pojednostavljenje održavanja.
Ova tehnika premazivanja eliminira velika pražnjenja bakra ili aluminija. To je mnogo kompaktnije rješenje za odvođenje topline dalje od brzih procesora i memorije.
Za sada, tim Nature Electronics testira pouzdanost premaza koristeći okruženja visokog napona, kipuće dielektrične tekućine i kipuću vodu. Dok se početni rad fokusirao na jednostavne testne ploče , naglašavaju da će premaze implementirati na module napajanja i grafičke procesore u velikim razmjerima.
Kasnije, istraživači planiraju testirati trajnost premaza , a to će biti najvažniji korak ka prihvatanju u industriji. Budući da je riječ o tako jeftinoj i jednostavnoj tehnologiji, može izazvati brojna pitanja u poređenju s onim što se obično nalazi na tržištu. Bez nje, tehnologija odvođenja toplote morat će se i dalje oslanjati na konvencionalne metode hlađenja CPU i GPU.
