Швейцарские инженеры интегрировали микрофлюидные охлаждающие трубки внутрь чипа. Такое решение позволило отводить тепло примерно в 50 раз эффективнее, чем с использованием внешнего термоинтерфейса. Потенциально эта технология предоставит возможность создавать микроэлектронику, которая позволит работать с киловаттными мощностями.

Работа опубликована в Nature.

Электронные устройства нагреваются в процессе работы, и, при прочих равных, чем они мощнее, тем больше выделяется тепла. Это мешает сделать мощную электронику более миниатюрной, поскольку теплопроводность элемента прямо пропорциональна площади его сечения. Таким образом, чем мельче устройство, тем менее крупный термоинтерфейс в него можно поместить — и, соответственно, его мощность также уменьшается.

Между тем, ограничения теплопроводности материалов можно обойти, если сделать охлаждение активным, например, при помощи жидкости. Здесь существуют два пути: использовать фазовый переход (испарение) или просто прокачивать охладитель. Плюс испарения в том, что оно не требует насосов. Схему можно сделать закрытой, наподобие тепловых трубок, или, как вариант, прибор может просто «потеть» водой, запасенной в губках.

Второй путь — использовать каналы с циркулирующей жидкостью — удобнее и проще в применении, поскольку трубки для однородного потока проще выполнить компактными. Кроме того, эффективность охлаждения в этом случае можно увеличить с помощью мощного (по меркам микроустройств) насоса. Работы в этом направлении ведутся пару десятилетий, и в лабораторных условиях подведение к чипу системы микротрубок показывало хорошие результаты.

Инженеры из Федеральной политехнической школы Лозанны под руководством Ремко ван Эрпа (Remco van Erp) экспериментально подтвердили , что эффективность микрофлюидного охлаждения можно сильно увеличить, если подводить его не к теплообменнику чипа (на корпусе), а непосредственно внутрь, к горячим деталям.