Tecnología de enfriamiento de chips
En el desarrollo de equipos semiconductores, la innovación de equipos y la mejora de la tecnología siempre enfrentarán diferentes dificultades y problemas. Una pequeña cantidad de transistores puede no tener un gran impacto en la confiabilidad, pero el calor generado por miles de millones de transistores afectará la confiabilidad. La alta utilización aumentará la disipación de calor, pero la densidad de calor afectará a todos los paquetes y chips de nodos avanzados, que se utilizan en teléfonos inteligentes, chips de servidor, ar/vr y muchos otros dispositivos de alto rendimiento. Para todos estos, el diseño y el rendimiento de DRAM son ahora las principales consideraciones de diseño.
Además de DRAM, la gestión térmica se ha vuelto crítica para cada vez más chips. Es uno de los factores cada vez más interrelacionados que deben ser considerados en todo el proceso de desarrollo. La industria del embalaje también está buscando formas de resolver el problema de la disipación de calor. Elegir el mejor método de empaquetado e integrar chips en él es muy importante para el rendimiento. Los componentes, silicio, TSV, pilares de cobre, etc. tienen diferentes coeficientes de expansión térmica (TCE), lo que afectará el rendimiento del ensamblaje y la confiabilidad a largo plazo.
La elección de TIM:
En el paquete de chips, más del 90 por ciento del calor se emite desde la parte superior del chip al radiador a través del paquete, que suele ser un sustrato de aluminio anodizado con aletas verticales. Se coloca un material de interfaz térmica (TIM) con alta conductividad térmica entre el chip y el paquete para ayudar a transferir el calor. La próxima generación de Tim para CPU incluye aleaciones de láminas de metal (como indio y estaño) y estaño sinterizado de plata, con una potencia de conducción de 60w/mk y 50w/mk respectivamente.
Canal de enfriamiento de microchip:
Ahora, los investigadores suizos finalmente han encontrado una mejor manera de inventar un chip que no necesita refrigeración externa. Los microtúbulos integrados en el semiconductor llevarán el líquido refrigerante directamente alrededor del transistor, lo que no solo mejora en gran medida el efecto de disipación de calor del chip, sino que también ahorra energía y hace que los futuros productos electrónicos sean más ecológicos. La producción de este enfriamiento integrado es más económica que el proceso anterior.
La idea original detrás del empaque avanzado es que puede funcionar como ladrillos Lego: los pequeños chips desarrollados en diferentes nodos de proceso se pueden ensamblar y pueden reducir los problemas térmicos. Sin embargo, desde la perspectiva del rendimiento y la potencia, la distancia a la que debe transmitirse la señal es muy importante, y el circuito que siempre está abierto o debe mantenerse parcialmente oscuro afectará las características térmicas. No es tan simple como parece dividir el molde en varias partes solo para mejorar el rendimiento y la flexibilidad. Cada interconexión en el paquete debe optimizarse y el punto de acceso ya no se limita a un solo chip.
En general, en términos de la tendencia de desarrollo, los chips DRAM mejoran la densidad de almacenamiento al miniaturizar el proceso de fabricación de la tecnología de chips de almacenamiento. Para los productos de almacenamiento, se desarrollarán en la dirección de alta velocidad y gran capacidad en el futuro, y el rendimiento del producto seguirá mejorando; Para el campo de aplicación de productos de almacenamiento, PC, teléfono móvil 5g, dispositivo portátil y seguridad son las principales tendencias de desarrollo en los campos de aplicación tradicionales, y el centro de datos, el hogar inteligente y el automóvil inteligente son las principales tendencias de desarrollo en los campos de aplicación emergentes. Por lo tanto, la industria del empaque continuará promoviendo la investigación y el desarrollo de la tecnología de enfriamiento de chips.
