La impresión 3D ofrece nuevas oportunidades para la refrigeración de chips de IA
Con el desarrollo de la tendencia a la miniaturización de los dispositivos electrónicos, el problema del sobrecalentamiento también ha aumentado. Para abordar este desafío, es más importante que nunca mejorar el rendimiento de la disipación de calor mejorando el diseño del radiador. Especialmente con el rápido desarrollo de la tecnología de inteligencia artificial, el problema de la disipación de calor de los chips ha preocupado a la industria. Un chip del tamaño de la tapa de una uña es en realidad una fuente de calor de 300 vatios. Pero en realidad, el chip ya está ardiendo antes de alcanzar este consumo de energía.
La miniaturización y la alta integración de chips pueden conducir a un aumento significativo de la densidad del flujo de calor local. La mejora de la potencia y la velocidad informática conlleva un enorme consumo de energía y generación de calor. Uno de los principales factores que restringen el desarrollo de chips de alta potencia informática es su capacidad de disipación de calor. Más del 55% de los fallos de los chips se deben a la incapacidad de transferir calor o al aumento de la temperatura. Cuando el chip está por encima de los 70 grados, por cada aumento de 10 grados en la temperatura, su confiabilidad disminuirá en un 50%.
El papel de la tecnología de impresión 3D en el campo del intercambio de calor se ha hecho evidente y también puede desempeñar un papel a la hora de abordar los problemas de disipación de calor a nivel de chip. Una referencia en tecnología de impresión 3D notó que una empresa llamada ToffeeX utilizó un software de desarrollo propio para diseñar un intercambiador de calor de refrigeración líquida para CPU y lo fabricó utilizando tecnología de impresión 3D electroquímica, reduciendo la caída de presión del disipador de calor en un 60%. El proceso de fabricación aditiva electroquímica (ECAM) ha creado un milagro en la fabricación de cobre puro: logra un tamaño de vóxel de 33 micrones, que es una resolución increíble, y se puede imprimir utilizando materiales a base de agua de bajo costo a temperatura ambiente.
Hoy en día, la industria de los semiconductores depende de placas de refrigeración y otros dispositivos de refrigeración que normalmente se fabrican mediante procesos de forjado o torneado. Estos procesos se limitan a producir aletas regulares, que sólo se pueden fabricar en una dirección, y están limitados en la forma geométrica que puede llenar estas características. La fabricación aditiva por deposición electroquímica (ECAM) es una tecnología de impresión 3D de metal completamente diferente que puede producir piezas de alta calidad con excelente resolución y economía, y puede lograr una producción escalable a gran escala con alta resolución.
Pero además de los desafíos de fabricación, la superficie y la capacidad de enfriamiento disponible de los equipos de gestión térmica fabricados de manera tradicional también son limitadas. La impresión 3D no solo proporciona una forma de aumentar la superficie y la rugosidad para una mejor disipación del calor, sino que también proporciona una vía para la fabricación de placas e intercambiadores de calor complejos refrigerados por líquido, lo que mejora significativamente el rendimiento.
