首个微芯片内集成液体冷却系统问世

英国《自然》杂志9日发表一项电子学重磅研究，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）研究团队报告了首个微芯片内的集成液体冷却系统，该种新系统与传统的电子冷却方法相比，表现出了优异的冷却性能。该成果意味着，通过将液体冷却直接嵌入电子芯片内部控制电子产品产生的热量，将是一种前景可观、可持续，并且具有成本效益的方法。

随着全世界数据生成和通信速率不断提高，以及对减小工业转换器系统的尺寸和成本的不断努力，人们对小型设备的需求与日俱增，这使电子电路的冷却变得极具挑战性。

一般而言，水系统可用于冷却电子器件，但该种冷却方式效率低下，而且对环境的影响越来越大。例如，仅美国的数据中心每年就使用24×106kW·h的电力和1×1011L水进行冷却，这与费城这样规模的城市的用水量相当。

有工程师认为，将液体冷却直接嵌入微芯片内部，是一种很有前途和吸引力的方法，但目前的设计包括单独的芯片制造系统和冷却系统，因而限制了冷却系统的效率。

鉴于此，洛桑联邦理工学院研究人员埃利松·梅提奥里及其同事，此次描述了一种全新集成冷却方法，共同设计了其中基于微流体的散热器与电子器件，并在同一半导体衬底内制造。研究人员报告称，其冷却功率最高可达传统设计的50倍。

电子电路的冷却被认为是未来电子产品最主要的挑战之一。团队总结称，一般冷却时会产生巨大的能量和水消耗，对环境的影响很大，而现在人们需要新技术以更可持续的方式进行冷却，换言之，需要更少的水和能源。

对于此次的新成果，研究人员认为，这可以使电子设备进一步小型化，有可能扩展摩尔定律并大大降低电子设备冷却过程中的能耗。他们表示，通过消除对大型外部散热器的需求，该方法还可以使更多的紧凑电子设备（如电源转换器）集成到一个芯片上。