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智能生活、學習、工作，很大的程度來源CPU芯片的不斷優(yōu)化！另外，芯片的話題一直被國人關注，因為它是很多人的一塊“芯痛”。圍繞著芯片，其散熱問題一直困擾著工業(yè)界。 目前，CPU芯片持續(xù)續(xù)摩爾定律節(jié)點微小化的走勢，臺積電現(xiàn)已生產(chǎn)5nm集成電路。然而芯片晶體管的熱點問題卻隨更高的晶體管密度而越來越嚴重！ 隨著電子芯片性能的提升和尺寸的微型化，芯片呈現(xiàn)出越來越高的熱流密度。據(jù)預測，芯片的平均熱流密度將達到500W/cm2，局部熱點熱流密度將會超過1000W/cm2，而傳統(tǒng)風冷散熱已經(jīng)達到極限(＜1W/cm2)。而芯片溫度的控制至關重要，對于穩(wěn)定持續(xù)工作的電子芯片，最高溫度不能超過85℃，溫度過高會導致芯片損壞，研究表明，在70～80℃內(nèi)，單個電子元件的溫度每升高10℃，系統(tǒng)可靠性降低50%。據(jù)統(tǒng)計，有超過55%的電子設備失效形式都是溫度過高引起的。 另外，自十幾年前功率密度即停留在100W／cm2，更有甚者主頻（Clock Speed）受限于晶體管內(nèi)的熱點，為了避免晶體管受損，芯片內(nèi)設定了溫度上限，使芯片在運算期間主頻會不斷被扯下避免超頻。因此CPU運算能力的提高現(xiàn)在只能靠使用更多的核心或更多的芯片，尤其是大數(shù)據(jù)或挖礦機的設置成本加大。 因此，為保證芯片工作的可靠性和穩(wěn)定性，發(fā)展新型高效的散熱技術成為迫切需求。按照散熱方式是否需要外加能量，將芯片散熱方式分為主動式與被動式，主動式散熱主要包括強制對流散熱、蒸汽壓縮制冷及熱電制冷等，被動式散熱主要包括自然對流散熱、熱管冷卻和相變儲熱散熱。 除此之外，宋健民博士開發(fā)鉆石覆銅及再結晶石墨散熱片，顯著提升CPU的主頻及可靠度。鉆石覆銅除了加快散熱外，也限制了銅的熱膨脹率，所以芯片可直接銀焊在鉆石覆銅片上，避免了界面應力產(chǎn)生的性能疲勞及增加運算的可靠度。另一方面，再結晶石墨有超越銅的三維熱傳導率，而且有極高的彈性變形量，可密封散熱模組，取代熱阻奇高的散熱膏等界面散熱材料（TlM）。 基于此，2021年11月16日（今晚）19:00-20:00，DT新材料特邀浙江富研首席科學家宋健民博士分享《鉆石覆銅散熱片超頻CPU》將展示全球首創(chuàng)鉆石覆銅及再結晶石墨膜對CPU芯片大幅超頻的實測結果，歡迎廣大科研工作者、知名企業(yè)共同探討。 |
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