Исследовательская группа из Токийского университета разработала новое решение для охлаждения, которое использует смену фаз воды для более эффективного отвода тепла. Как пишет SciTech Daily, вода поглощает в семь раз больше энергии при смене фазы с жидкой на газообразную (т.е. при кипении воды), что позволяет ей захватывать и рассеивать больше тепла по сравнению с традиционным методом использования проточной воды.
Однако, поскольку охлаждающая жидкость течет по крошечным капиллярам, встроенным непосредственно в чип, пар часто испытывает трудности с прохождением через эти узкие каналы. Это часто делает его менее эффективным по сравнению с традиционными методами. Исследователи решили эту проблему с помощью 3D-микрофлюидных каналов с капиллярной структурой и распределительным слоем коллектора. Они обнаружили, что форма микроканалов и способ распределения охлаждающей жидкости по системе существенно влияют на ее тепловые и гидравлические характеристики.
Обеспечив непрерывный поток воды и пара, команда добилась коэффициента полезного действия (COP) в 100 000 - примерно в десять раз больше, чем при однофазном водяном охлаждении. «Тепловое управление мощными электронными устройствами имеет решающее значение для развития технологий следующего поколения, и наша разработка может открыть новые пути для достижения необходимого охлаждения», - сказал старший автор работы Масахиро Номура.
Применение этой двухфазной системы может позволить создавать более компактные решения для охлаждения без необходимости изобретения или использования более экзотических жидкостей. Кроме того, она может решить тепловые проблемы, с которыми сталкиваются высокопроизводительные вычисления, что приведет к созданию более мощных чипов, требующих меньшей мощности охлаждения. Эта технология также может быть использована в других приложениях, таких как лазеры, фотодетекторы, светодиоды и радарные системы, а также применяться в автомобильной и аэрокосмической промышленности.
Эта система также может работать в пассивном режиме, позволяя меняющимся фазам жидкости отводить тепло за счет конвекции, что позволяет ей функционировать без необходимости в механизме накачки. По мере того как наши микросхемы с каждым годом становятся все меньше, они также начинают выделять больше тепла, сконцентрированного на столь малой площади.
Поэтому, чтобы не отставать от развития полупроводников, нам необходимы инновации в области технологий охлаждения. Мы уже видели несколько новых решений активного охлаждения, таких как Frore AirJet Mini Slim и Ventiva Ionic Cooling Engine. Однако эта двухфазная система потенциально может привести к инновациям в технологии пассивного охлаждения, предоставив нам эффективный вариант, который помещается в узких местах и не требует питания.
Оригинал
Уникальность
