微流冷卻技術可能讓摩爾定律起死回生

現有的技術無法對微晶元進行有效的冷卻，這正快速成為摩爾定律消亡的第一原因。

隨著對數字計算速度的需求，科學家和工程師正努力地將更多的晶體管和支撐電路放在已經很擁擠的矽片上。的確，它非常地複雜，然而，和複雜性相比，熱量聚積引起的問題更嚴重。

洛克希德馬丁公司首席研究員 John Ditri 在新聞稿中說到：當前，我們可以放入微晶元的功能是有限的，最主要的原因之一是發熱的管理。如果你能管理好發熱，你可以用較少的晶元，也就是說較少的材料，那樣就可以節約成本，並能減少系統的大小和重量。如果你能管理好發熱，用相同數量的晶元將能獲得更好的系統性能。

硅對電子流動的阻力產生了熱量，在如此小的空間封裝如此多的晶體管累積了足以毀壞元器件的熱量。一種消除熱累積的方法是在晶元層用光子學技術減少電子的流動，然而光子學技術有它的一系列問題。

參見： 2015 年硅光子將引起數據中心的革命

微流冷卻技術可能是問題的解決之道

為了尋找其他解決辦法，美國國防高級研究計劃局 DARPA 發起了一個關於 ICECool 應用 （片內/片間增強冷卻技術）的項目。 GSA 的網站 FedBizOpps.gov 報道：ICECool 正在探索革命性的熱技術，其將減輕熱耗對軍用電子系統的限制，同時能顯著減小軍用電子系統的尺寸，重量和功耗。

微流冷卻方法的獨特之處在於組合使用片內和(或)片間微流冷卻技術和片上熱互連技術。

MicroCooling 1 Image: DARPA

DARPA ICECool 應用發布的公告 指出，這種微型片內和(或)片間通道可採用軸向微通道、徑向通道和(或)橫流通道，採用微孔和歧管結構及局部液體噴射形式來疏散和重新引導微流，從而以最有利的方式來滿足指定的散熱指標。

通過上面的技術，洛克希德馬丁的工程師已經實驗性地證明了片上冷卻是如何得到顯著改善的。洛克希德馬丁新聞報道：ICECool 項目的第一階段發現，當冷卻具有多個局部 30kW/cm2 熱點，發熱為 1kw/cm2 的晶元時熱阻減少了 4 倍，進而驗證了洛克希德的嵌入式微流冷卻方法的有效性。

第二階段，洛克希德馬丁的工程師聚焦於 RF 放大器。通過 ICECool 的技術，團隊演示了 RF 的輸出功率可以得到 6 倍的增長，而放大器仍然比其常規冷卻的更涼。

投產

出於對技術的信心，洛克希德馬丁已經在設計和製造實用的微流冷卻發射天線。 洛克希德馬丁還與 Qorvo 合作，將其熱解決方案與 Qorvo 的高性能 GaN 工藝 相集成。

研究論文 DARPA 的片間/片內增強冷卻技術（ICECool）流程 的作者認為 ICECool 將使電子系統的熱管理模式發生改變。ICECool 應用的執行者將根據應用來定製片內和片間的熱管理方法，這個方法需要兼顧應用的材料，製造工藝和工作環境。

如果微流冷卻能像科學家和工程師所說的成功的話，似乎摩爾定律會起死回生。

（題圖：iStock/agsandrew）

via: http://www.techrepublic.com/article/microfluidic-cooling-may-prevent-the-demise-of-moores-law/

作者：Michael Kassner 譯者：messon007 校對：wxy

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