Kỹ thuật làm mát chip mới hiệu quả hơn 7 lần so với các phương pháp tiêu chuẩn

Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Tokyo đã phát triển một giải pháp làm mát mới sử dụng sự chuyển đổi trạng thái của nước để nâng cao hiệu quả loại bỏ nhiệt. Theo SciTech Daily, nước hấp thụ gấp bảy lần năng lượng khi chuyển từ thể lỏng sang thể khí (và bay hơi), cho phép nó thu và tản nhiệt tốt hơn so với phương pháp truyền thống dùng nước chảy. Tuy nhiên, do chất làm mát chảy qua các mao quản nhỏ được tích hợp trực tiếp vào chip, hơi nước thường gặp khó khăn trong việc lưu thông qua các kênh hẹp này.

Điều này thường khiến nó kém hiệu quả hơn so với các phương pháp truyền thống. Các nhà nghiên cứu đã giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng các kênh vi lưu 3D với cấu trúc mao dẫn và lớp phân phối. Họ phát hiện ra rằng hình dạng của các kênh vi và cách phân phối chất làm mát ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất nhiệt và thủy lực. Bằng cách đảm bảo dòng chảy liên tục của nước và hơi, nhóm đã đạt được hệ số hiệu suất COP lên tới 100.000, gấp khoảng mười lần so với khả năng làm mát bằng nước đơn pha.

Quản lý nhiệt cho thiết bị điện tử công suất cao là rất quan trọng cho sự phát triển công nghệ thế hệ tiếp theo, và thiết kế của chúng tôi có thể mở ra hướng đi mới cho việc đạt được mức làm mát cần thiết, theo tác giả chính Masahiro Nomura. Việc triển khai hệ thống hai pha này có thể cho phép các giải pháp làm mát gọn nhẹ hơn mà không cần phát minh hoặc sử dụng các chất lỏng kỳ lạ. Hơn nữa, nó có thể giải quyết các vấn đề nhiệt mà tính toán hiệu suất cao gặp phải, dẫn đến việc chip mạnh mẽ hơn yêu cầu ít năng lượng làm mát hơn.

Công nghệ này có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác như laser, cảm biến ánh sáng, LED và hệ thống radar, cũng như trong ngành ô tô và hàng không vũ trụ. Hệ thống này có khả năng hoạt động thụ động, cho phép các pha của chất lỏng phân tán nhiệt qua đối lưu mà không cần cơ chế bơm. Khi các chip ngày càng nhỏ lại hàng năm, chúng cũng bắt đầu tạo ra nhiều nhiệt hơn trong một khu vực rất nhỏ.

Do đó, chúng ta cần đổi mới công nghệ làm mát để theo kịp sự phát triển của bán dẫn. Chúng ta đã thấy một số giải pháp làm mát chủ động mới, như Frore AirJet Mini Slim và Ventiva Ionic Cooling Engine. Tuy nhiên, hệ thống hai pha này có thể dẫn đến các đổi mới trong công nghệ làm mát thụ động, cung cấp lựa chọn hiệu quả, phù hợp với không gian hạn chế và không cần nguồn điện.

Nguồn: www.tomshardware.com/pc-components/liquid-cooling/researchers-develop-two-phase-cooling-technique-that-dissipates-7x-more-heat