Chip termikus kihívása
A félvezetők által fogyasztott teljesítmény hőt termel, amit el kell távolítani a berendezésből, de ennek hatékony megvalósítása egyre nagyobb kihívást jelent. A tranzisztorok sűrűségének növekedésével ez egyre nehezebbé válik.
Magukban az anyagokban és a kialakításban rejlik a fejlesztés lehetősége, mivel több hőt tudnak elvinni a hőleadó berendezések vezetésén keresztül. A kihívás az, hogy ha nem használunk nagy szervereket, akkor ezeknek az eszközöknek a körüli hőtér nagyon kicsi. Figyelembe kell vennie az anyagjavítást, a forgácsok, csomagolások vagy PCB-k körüli hőtér intelligens kihasználását. Valójában javítani szeretné a vezetőképességet és a hőátadási sebességet.
A hő a csomagolás tetején keresztül távozhat, majd beléphet a hűtőbordába, vagy az alján és a csatlakoztatott PCB-n keresztül távozhat. Ha korlátozott a hely, a dolgok még nehezebbé válnak. A konkrét tervezéstől függően ez a cél többféleképpen érhető el. Az okostelefonokban például nagyon elterjedt a nagy vezetőképességű fóliák, például a grafit vagy grafén fóliák használata a legkisebb rendszertérfogat és a hatékony hőleadás miatt. Az infrastruktúra területén az aktív és passzív 3D áztatólapok használatával akár több száz watt tartományon belüli működés érhető el.
Egyetlen chipen hajtjuk végre az időzítés és a teljesítmény ellenőrzését a netlista szintjén. A 3D-IC kontextusában ez célszerűtlenné válhat, így a chipek ellenállási jellemzői hőmodelleken keresztül, a chipben jelen lévő minden geometriai részlet megértése érdekében. Végső soron a tervezést és a csomagolást ötvözi, és egyes chipmodellek ilyen módon jönnek létre.
Sok forgács termikus akadályokkal szembesül, és ezt a problémát nem könnyű megoldani. Hihetetlen forgácsokat tervezhetünk és gyárthatunk, de azok megolvadnak. Ez nem gyártási és nem tervezési korlátozás. Ez fizikai korlát, és nem tudunk több hőt kibocsátani. Bár egyes alkalmazásokban egyedi megoldások is használhatók, a legtöbb piacnak meg kell találnia a módját, hogy kevesebb erőforrással többet érjen el, ami wattonként több funkcionalitást jelent. Az ezzel járó költségek sokkal magasabbak, mint a korábbi megoldások.
