Сингапурский Институт микроэлектроники (Institute of Microelectronics; IME), являющийся частью Агентства по науке, технологиям и исследованиям (Agency For Science, Technology And Research; A*STAR) азиатской страны, создал консорциум Silicon Micro Cooler (SMC), члены которого займутся разработка комплексных решений для управления температурным режимом различных полупроводниковых чипов с крайне высокими термопакетами. В число членов нового консорциума вошли Honeywell Aerospace, Element Six Technologies, а также ряд других компаний из информационно-телекоммуникационной сферы.
Управление температурным режимом является приоритетной областью развития технологий, так как только после создания достаточной эффективных, надежных и доступных систем охлаждения для CPU и других кремниевых чипов нам удастся добиться значительного повышения производительности и надежности высокопроизводительных вычислительных систем вроде суперкомпьютеров, мощных центров обработки данных и телекоммуникационных систем.
В электронной промышленности продолжает наблюдаться тенденция к постоянному уменьшению форм-факторов продуктов, расширению их функционала и повышению скорости обработки данных. По словам экспертов, подобная ситуация в конечном итоге привести к появлению на поверхности мощных CPU и других чипов с высоким термопакетом так называемых “горячих точек”. Именно поэтому возникает необходимость в интенсификации рассеяния выделяемого чипом тепла в условиях постоянного уменьшения площади его поверхности.
Высокая концентрация “горячих точек” на небольших участках поверхности чипов может стать причиной резкого роста температуры перехода и даже выхода из строя самих чипов и находящихся рядом с ними электронных устройств. Консорциум SMC будет использовать возможности института IME для проведения исследований и разработок в области проектного обеспечения теплогидравлических характеристик (thermal and fluidics design), глубокого щелевого травления (deep trench etching) и соединения компонентов на уровне подложки чипа (wafer level bonding).
Исследователи из Сингапура намереваются разработать новые механизмы для организации теплоотвода, в основе которых будут лежать перспективные материалы. В частности, речь идет о создании теплораспределителей из синтетического алмаза и графена. Кроме того, специалисты собираются уже в ближайшее время продемонстрировать интегрированные в кремниевые чипы гибридные микро-кулеры, способные справляться с тепловыделением мощных процессоров, радиочастотных усилителей и лазерных диодов.
“Крайне важно, чтобы развитие систем охлаждения шло в ногу с прогрессом в полупроводниковой промышленности, продукты которой обладают все более высокой производительностью и TDP”, прокомментировал исполнительный директор A*STAR IME профессор Дим-Ли Квон. “Благодаря совместным усилиям членов консорциума и общей исследовательской платформе, где мы сможем интегрировать знания и опыт всех заинтересованных сторон, нам удастся разработать новые методы охлаждения, внедрение которых позволит добиться дальнейшего повышения производительности вычислительных систем”
“Синтетический алмаз имеет один из самых высоких уровней теплопроводности (при комнатной температуре) из всех коммерчески доступных материалов, именно поэтому этот материал будет играть важную роль в решении поставленной нами задачи “, сказал старший технический директор Element Six Брюс Боллиджер. “Ключом к максимизации эффективности синтетических алмазов является разработка эффективного метода для интеграции этого материала непосредственно в корпуса полупроводниковых устройств. Мы ожидаем, что консорциум SMC обеспечит Element Six платформой для работы с партнерами по отрасли, благодаря чему нам удастся ускорить разработку перспективных механизмов интеграции синтетических алмазов в полупроводниковые системы”.
“Участие в созданном по инициативе A*STAR IME консорциуме SMC является для нас отличной возможностью внести свой вклад в дело развития авиационно-космической промышленности, успешно разработав ряд уникальными и инновационных технологий и решений. Мы с нетерпением ждем начала сотрудничества с партнерами по консорциуму в Сингапуре и уверены в том, что это сотрудничество будет способствовать нашему общему успеху “, отметил директор Honeywell Aerospace Соерен Винер.
