آزمایش راهکارهای خنک سازی تجهیزات الکترونیکی با کمک یک تراشه جدید
بی بی سرور: ممانعت از گرم شدن بیش از اندازه مدارهای مجتمع سه بعدی، کلید اصلی استفاده گسترده از آنهاست و تراشه جدید ساخت محققان دانشگاه «ام آی تی»، راهکارهای خنک سازی را برای تجهیزات الکترونیکی آزمایش می کند.
به گزارش بی بی سرور به نقل از ایسنا، با افزایش تقاضا برای سیستم های میکروالکترونیک قوی تر و کارآمدتر، صنعت به طرف یکپارچه سازی سه بعدی روی آورده که به مفهوم چیدن تراشه ها روی یکدیگر است. این ساختار لایه ای عمودی می تواند به پردازنده های با کارآیی بالا مانند پردازنده های مورد استفاده در عرصه هوش مصنوعی امکان دهد تا در کنار سایر تراشه های بسیار تخصصی برای ارتباطات یا تصویربرداری قرار بگیرند؛ اما متخصصان فناوری در همه جا با یک چالش بزرگ روبه رو هستند. این چالش، نحوه ممانعت از گرم شدن بیش از اندازه این تراشه هاست.
به نقل از ام آی تی نیوز، «آزمایشگاه لینکلن»(Lincoln Laboratory) دانشگاه «ام آی تی»(MIT) یک تراشه تخصصی را بمنظور آزمایش و اعتبارسنجی راهبردهای خنک کننده برای تراشه ها ابداع کرده است. این تراشه با تقلید از تراشه های کارآمد، توان بسیار بالایی را به کار می گیرد تا بوسیله لایه سیلیکون و در نقاط داغ موضعی بتواند گرما تولید نماید. سپس با اعمال فناوری های خنک کننده، تراشه تغییرات دما را اندازه گیری می کند. هنگامی که این تراشه در یک مجموعه قرار می گیرد، به محققان امکان می دهد تا نحوه حرکت گرما را از لایه ها بررسی نمایند و پیشرفت خودرا در خنک نگه داشتن آنها مورد بررسی قرار دهند.
«چنسون چن»(Chenson Chen) که به همراه «رایان کیچ»(Ryan Keech) از گروه مواد پیشرفته و میکروسیستم ها در لابراتوار لینکلن، سرپرستی توسعه تراشه را بر عهده داشته است، اظهار داشت: اگر فقط یک تراشه داشته باشید، می توانید آنرا از بالا یا پایین خنک کنید اما اگر چندین تراشه را روی هم بچینید، گرما راهی برای فرار ندارد. هم اکنون هیچ روش خنک کننده ای وجود ندارد که به صنعت کمک نماید تا چندین تراشه ها با عملکرد بالا را روی هم قرار دهد.
این تراشه معیار حال در «آزمایشگاه های اچ آرال»(HRL Laboratories) متعلق به شرکت های «بوئینگ»(Boeing) و «جنرال موتورز»(General Motors) مورد استفاده قرار می گیرد برای اینکه آنها سیستم های خنک کننده را برای «سیستم های سه بعدی یکپارچه ناهمگن»(3DHI) توسعه می دهند. منظور از یکپارچه سازی ناهمگن، روی هم قرار دادن تراشه های سیلیکونی با تراشه های غیر سیلیکونی مانند نیمه رساناهای III-V مورد استفاده در سیستم های فرکانس رادیویی است.
کیچ اظهار داشت: اجزای سیستم فرکانس رادیویی می توانند بسیار داغ شوند و با توان های بسیار بالا کار کنند. این یک لایه اضافی از پیچیدگی را به ترکیب سه بعدی اضافه می کند. به همین دلیل، داشتن این توانایی آزمایش بسیار مورد نیاز است.
این تراشه دو عملکرد دارد که عبارتند از تولید گرما و سنجش دما. محققان برای تولید گرما، مدارهایی را طراحی کردند که می توانند با توان بسیار بالا در محدوده کیلووات بر سانتی متر مربع کار کنند و عملکرد آنها قابل مقایسه با تقاضای توان پیش بینی شده تراشه های کارآمد امروز و آینده است. محققان، طرح مدارها را در آن تراشه ها تکرار کردند و به تراشه آزمایشی امکان دادند تا به عنوان یک نمونه واقعی عمل کند.
در دهه ۲۰۰۰، چن به لابراتوار کمک کرد تا در ساخت مدارهای مجتمع دولایه و سه لایه پیشگام باشد و به توسعه نمونه اولیه یکپارچه سازی سه بعدی بپردازد.
چن که سال ها تجربه در حوزه یکپارچه سازی پیچیده و طراحی تراشه به این پژوهش آورده است، اظهار داشت: ما فناوری سیلیکونی موجود خودرا اساسا برای طراحی گرم کننده هایی در مقیاس تراشه تطبیق دادیم.
چن و کیچ و متخصصان لابراتوار لینکلن هم اکنون با محققان لابراتوار های اچ آرال همکاری می کنند تا تراشه را با فناوری های خنک کننده جدید همراه سازند و این فناوری ها را در یک مجموعه 3DHI ادغام کنند که می تواند قدرت سیگنال فرکانس رادیویی را افزایش دهد. «کریستوفر روپر»(Christopher Roper) پژوهشگر ارشد لابراتوار های اچ آرال در یک بیانیه مطبوعاتی اظهار داشت: ما باید معادل گرمای بالاتر از ۱۹۰ پردازنده مرکزی لپ تاپ را خنک نماییم که در اندازه یک پردازنده مرکزی ارائه می شوند.
بگفته کیچ، ارائه جدول زمانی سریع برای عرضه تراشه یک چالش بود که با کار گروهی در همه مراحل طراحی، ساخت، آزمایش و ادغام ناهمگن سه بعدی برطرف شد.
وی ادامه داد: ساختارهای انباشته، مرز بعدی میکروالکترونیک به شمار می روند.
مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب