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是否可以給芯片穿孔,並配合冷卻液以解決CPU積熱問題?

2023-11-26數位

說點相關的東西。不是這方面的專家,不敢亂講,有錯誤的歡迎指正。

在 3D 封裝領域聽過類似 fluidic channel 流體通道的技術,所謂的 3D 封裝一般是指兩片 die 疊在一起。如果是 compute die 疊的話,散熱會是個問題。

聽說啊,只是聽說,fluidic channel 散熱方案的研究也挺長時間的了。作為愛好者,我上次見到是在 AnandTech 談 Intel 的 Lakefield...(2020 年,不過 Lakefield 應該沒有用這類方案)

這種技術基本思想是在 3D 堆疊的兩片 die 中間放個主動散熱層,這個散熱層包含了所謂的微通道(好似有一種 finned passages,具體形態什麽樣不清楚,但既然是所謂的「finned」,那顧名思義大機率是有不同的 fin,深入到兩側 die 裏面的,以此來增加散熱的接觸面)...

這樣的散熱層肯定會受到 TSV(矽過孔)擺放的限制,因為這倆的位置肯定多少都有些沖突的。所以這就要求在做 3D IC 設計的時候,做比較多的規劃、協同工作——還要考慮供電、電訊號之類的各種問題。 [1]

從 new Bing 歸納上述援引的資料來看,這類流體液冷技術也有很多不同的方案,其中比較受關註的是所謂的嵌入式微通道(embedded microchannel),尺寸理想,能裝下冷媒,而且散熱表現也不錯(熱傳導系數什麽的),更低的壓降...

至於如何讓 microfluidic 流動起來,貌似大部份資料也都提到了需要 pump... [2] [3]

能查到的,相關研究方案有用在 PoP(Package-on-Package)封裝上 [4] ,還看到一種叫 thermal fluid chamber 的方案,但是用在芯片和板子之間的——流體腔大概 68μm 厚 [5] ...具體商用情況什麽的一概不知...

希望對題主有幫助吧(純作參考啊,具體的應該要做這方面的專家來解答。

參考

  1. ^ Fundamentals of Heat Dissipation in 3D IC Packaging and Thermal-Aware Design https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-15-7090-2_13
  2. ^ 3D Integrated Circuit Cooling with Microfluidics https://www.mdpi.com/2072-666X/9/6/287
  3. ^ Capillary microfluidics in microchannels: from microfluidic networks to capillaric circuits https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/lc/c8lc00458g
  4. ^ 3D packaging with through silicon via (TSV) for electrical and fluidic interconnections https://ieeexplore.ieee.org/document/5074157
  5. ^ Microfluidic Cooling for 3D-IC with 3D Printing Package https://ieeexplore.ieee.org/document/9320506