Ученые РФ нашли способ в 20 раз усилить охлаждение микрочипов для электроники

Российские ученые нашли новый способ создавать теплопередающие поверхности с контролируемой смачиваемостью. Разработка позволяет до 20 раз улучшить охлаждение микрочипов для микроэлектроники, сообщили в Минобрнауки РФ.

«Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами предложили новый подход к созданию теплопередающих поверхностей материалов, которые используют в системах охлаждения микрочипов. <…> Установлено, что для поверхностей, сочетающих высокую шероховатость с гидрофильными/супергидрофильными областями, эффективность охлаждения при умеренных температурах возрастает до 20 раз», — сказано в сообщении.

Микрочипы — основа современной электроники, их применяют почти во всех устройствах: процессорах, смартфонах, компонентах систем искусственного интеллекта и других. Эффективный теплоотвод важен для развития суперкомпьютеров, беспилотных автомобилей и роботов. Среди перспективных решений — двухфазные системы на основе капельного орошения, для которых создают теплопередающие поверхности с заданной текстурой и смачиваемостью. Лазерная модификация показывает хорошие результаты, но большинство исследований используют контрастное текстурирование, которое имеет недостатки.

По словам руководителя проекта, доцента Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Дмитрия Феоктистова, ученые предложили новый подход создания теплопередающих поверхностей с контролируемой смачиваемостью. Он основан на сочетании лазерного текстурирования, лазерной химической модификации и термолиза (термического разложения веществ) многокомпонентных углеводородсодержащих жидкостей.

Полученные данные могут стать основой для создания теплопередающих поверхностей, которые точно направляют и удерживают капли охлаждающей жидкости в наиболее нагретых зонах чипов и оборудования. Это откроет путь к развитию эффективных адаптивных систем охлаждения для силовой электроники и процессоров.

В исследовании участвовали сотрудники Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов, Инженерной школы энергетики ТПУ и Института физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН. Результаты опубликованы в журнале International Journal of Heat and Mass Transfer. Проект поддержан грантом РНФ.