Chip-koeltechnologie
Bij de ontwikkeling van halfgeleiderapparatuur zullen de innovatie van apparatuur en de verbetering van technologie altijd met verschillende moeilijkheden en problemen worden geconfronteerd. Een klein aantal transistors heeft misschien geen grote invloed op de betrouwbaarheid, maar de warmte die wordt gegenereerd door miljarden transistors zal de betrouwbaarheid aantasten. Een hoog gebruik zal de warmteafvoer vergroten, maar de warmtedichtheid heeft invloed op elke geavanceerde node-chip en elk pakket, die worden gebruikt in smartphones, serverchips, ar/vr en vele andere krachtige apparaten. Voor al deze zijn DRAM-indeling en -prestaties nu de belangrijkste ontwerpoverwegingen.
Naast DRAM is thermisch beheer voor steeds meer chips cruciaal geworden. Het is een van de steeds meer onderling verbonden factoren waarmee rekening moet worden gehouden in het hele ontwikkelingsproces. Ook de verpakkingsindustrie zoekt naar manieren om het warmteafvoerprobleem op te lossen. Het kiezen van de beste verpakkingsmethode en het daarin integreren van chips is erg belangrijk voor de prestaties. Componenten, silicium, TSV, koperen pilaren, enz. hebben allemaal een verschillende thermische uitzettingscoëfficiënt (TCE), die het assemblagerendement en de betrouwbaarheid op lange termijn zal beïnvloeden.
De keuze van TIM:
In het chippakket wordt meer dan 90 procent van de warmte afgegeven vanaf de bovenkant van de chip naar de radiator via het pakket, dat meestal een geanodiseerd aluminiumsubstraat met verticale vinnen is. Een thermisch interfacemateriaal (TIM) met een hoge thermische geleidbaarheid wordt tussen de chip en de verpakking geplaatst om de warmteoverdracht te bevorderen. De volgende generatie Tim voor CPU bevat een legering van plaatstaal (zoals indium en tin) en gesinterd zilvertin, met een geleidingsvermogen van respectievelijk 60w/mk en 50w/mk.
Micro Chip koelkanaal:
Nu hebben Zwitserse onderzoekers eindelijk een betere manier gevonden om een chip uit te vinden die geen externe koeling nodig heeft. De in de halfgeleider geïntegreerde microtubuli brengen de koelvloeistof direct rond de transistor, wat niet alleen het warmteafvoerende effect van de chip sterk verbetert, maar ook energie bespaart en toekomstige elektronische producten milieuvriendelijker maakt. De productie van deze geïntegreerde koeling is goedkoper dan het vorige proces.
Het oorspronkelijke idee achter geavanceerde verpakkingen is dat het kan werken als legostenen: kleine chips die op verschillende procesknooppunten zijn ontwikkeld, kunnen aan elkaar worden geassembleerd en kunnen thermische problemen verminderen. Vanuit het oogpunt van prestaties en vermogen is de afstand waarover het signaal moet worden verzonden echter erg belangrijk, en het circuit dat altijd open is of gedeeltelijk donker moet worden gehouden, zal de thermische eigenschappen beïnvloeden. Het is niet zo eenvoudig als het lijkt om de matrijs in meerdere delen te verdelen om de output en flexibiliteit te verbeteren. Elke interconnectie in het pakket moet geoptimaliseerd worden en de hotspot is niet langer beperkt tot een enkele chip.
Over het algemeen verbeteren DRAM-chips, in termen van de ontwikkelingstrend, de opslagdichtheid door het fabricageproces voor de opslagchiptechnologie te miniaturiseren. Voor de opslagproducten zullen ze zich in de toekomst ontwikkelen in de richting van hoge snelheid en grote capaciteit, en de productprestaties zullen blijven verbeteren; Voor het toepassingsgebied van opslagproducten zijn pc, 5g mobiele telefoon, draagbaar apparaat en beveiliging de belangrijkste ontwikkelingstrends in de traditionele toepassingsgebieden, en datacenter, smart home en smart car zijn de belangrijkste ontwikkelingstrends in de opkomende toepassingsgebieden. Daarom zal de verpakkingsindustrie het onderzoek naar en de ontwikkeling van chipkoeltechnologie blijven stimuleren.
