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    近日,韩国科学技术院金成镇、李益镇团队公布芯片内置液冷新技术,相关论文615日发表于SCI期刊《能源转换与管理》。团队研发嵌入硅片的3D多路歧管微通道冷却结构,在5mm×5mm芯片测试验证:常温水作为冷媒,2000/平方厘米高热负荷下芯片温度低于100℃;冷却性能系数COP106000,较2020年《自然》同类型嵌入式微通道标杆成果提升近10倍,散热所需泵耗仅为原有方案十分之一。该结构依靠分布式歧管缩短水流路径、减小流阻,搭配一维模型+三维CFD联合仿真优化换热、压降与均温表现。整套工艺兼容CMOS芯片产线,不用金刚石、纳米涂层等昂贵材料;拓展至7.5cm商用AI芯片、数据中心冷板后,冷却性能较传统外置冷板提升30%以上,适用于超算、堆叠芯片、功率器件、军工电子等高发热设备。

    结合当前高密度AI算力芯片散热行业发展趋势,我院认为,当下全球算力硬件持续高密度集成,各类传统散热方式逐步接近物理上限,芯片内嵌微通道直冷成为行业重点探索方向。该技术通过优化内部流体分配结构,缩短换热路径,在控温均匀性、能耗控制、量产适配性方面展现出差异化技术路线。从行业发展维度来看,该方案所采用的芯片 - 散热一体化设计思路,可为全球高算力硬件、工业功率电子、无人设备算力终端热管理研发提供参考思路,相关微细流道加工、流体分配优化等工程技术方向,值得行业持续跟踪研究。

    该项海外前沿散热技术成果,可为广东芯片及算力产业迭代提供重要参考。一是依托珠三角完备半导体制造、精密加工产业基础,布局芯片内嵌微通道散热相关工艺研发,完善从机柜液冷到芯片级直冷的全链条技术储备;二是联动省内晶圆制造、智算中心、高端算力企业开展协同研发,探索适配国产芯片的低成本一体化散热研发路径,长期助力降低算力基础设施运维能耗;三是依托现有产业优势完善算力散热配套产业链,夯实广东高端半导体产业配套支撑能力。

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