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是否可以给芯片穿孔,并配合冷却液以解决CPU积热问题?

2023-11-26数码

说点相关的东西。不是这方面的专家,不敢乱讲,有错误的欢迎指正。

在 3D 封装领域听过类似 fluidic channel 流体通道的技术,所谓的 3D 封装一般是指两片 die 叠在一起。如果是 compute die 叠的话,散热会是个问题。

听说啊,只是听说,fluidic channel 散热方案的研究也挺长时间的了。作为爱好者,我上次见到是在 AnandTech 谈 Intel 的 Lakefield...(2020 年,不过 Lakefield 应该没有用这类方案)

这种技术基本思想是在 3D 堆叠的两片 die 中间放个主动散热层,这个散热层包含了所谓的微通道(好似有一种 finned passages,具体形态什么样不清楚,但既然是所谓的「finned」,那顾名思义大概率是有不同的 fin,深入到两侧 die 里面的,以此来增加散热的接触面)...

这样的散热层肯定会受到 TSV(硅过孔)摆放的限制,因为这俩的位置肯定多少都有些冲突的。所以这就要求在做 3D IC 设计的时候,做比较多的规划、协同工作——还要考虑供电、电信号之类的各种问题。 [1]

从 new Bing 归纳上述援引的资料来看,这类流体液冷技术也有很多不同的方案,其中比较受关注的是所谓的嵌入式微通道(embedded microchannel),尺寸理想,能装下冷媒,而且散热表现也不错(热传导系数什么的),更低的压降...

至于如何让 microfluidic 流动起来,貌似大部分资料也都提到了需要 pump... [2] [3]

能查到的,相关研究方案有用在 PoP(Package-on-Package)封装上 [4] ,还看到一种叫 thermal fluid chamber 的方案,但是用在芯片和板子之间的——流体腔大概 68μm 厚 [5] ...具体商用情况什么的一概不知...

希望对题主有帮助吧(纯作参考啊,具体的应该要做这方面的专家来解答。

参考

  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