Intel bada innowacyjne i niedrogie rozwiązania rozpraszania ciepła dla dużych, zaawansowanych układów scalonych

Intel bada innowacyjne i niedrogie rozwiązania rozpraszania ciepła dla dużych, zaawansowanych układów scalonych

Naukowcy z firmy Intel opracowali pionierską metodę usprawnienia montażu rozpraszaczy ciepła, co przekłada się na lepsze projekty i większą opłacalność zaawansowanych układów scalonych w dużych obudowach.

Innowacyjna technologia rozpraszania ciepła firmy Intel otwiera nowe możliwości w zakresie pakowania zaawansowanych układów scalonych

Wnikliwa publikacja firmy Intel Foundry zatytułowana „ Nowatorskie, rozproszone podejście do montażu zintegrowanego rozpraszacza ciepła w zaawansowanych pakietach ” przedstawia badania nad rozproszonym modelem rozpraszaczy ciepła. Ta nowa technika zwiększa wydajność produkcji i maksymalizuje efektywność chłodzenia wysokowydajnych układów scalonych.

Porównanie „Wielokanałowego IHS dla pakietu PoINT” z „Uproszczoną konstrukcją rozpraszacza ciepła”
Źródło obrazu: Intel

To najnowocześniejsze rozwiązanie rozpraszacza ciepła zostało opracowane z myślą o obsłudze technologii „Advanced Packaging” firmy Intel, w szczególności w przypadku układów scalonych wykorzystujących wiele warstw i chipletów. Co istotne, nowy proces montażu pozwala zredukować odkształcanie się obudów nawet o 30% i zmniejszyć ilość pustych przestrzeni w materiale termoprzewodzącym o 25%.Ten postęp technologiczny stanowi przełom, który umożliwia produkcję układów scalonych w zaawansowanych obudowach „Extra-Large”, co byłoby niewykonalne przy użyciu konwencjonalnych metod.

  • Inżynierowie z Intel Foundry opracowali nowatorską strategię rozbicia skomplikowanych rozpraszaczy ciepła na prostsze i tańsze części.
  • Innowacyjny proces montażu zapewnia redukcję odkształceń obudowy nawet o 30% i redukcję pustych przestrzeni w materiale interfejsu termicznego o 25%, co znacznie poprawia chłodzenie układów scalonych dużej mocy.
  • Co ważne, technika ta ułatwia tworzenie bardzo dużych pakietów układów scalonych, co wcześniej było trudnym zadaniem ze względu na ograniczenia związane z kosztami i złożonością.

Badania koncentrują się na rozkładaniu złożonych, jednoczęściowych rozpraszaczy ciepła na prostsze komponenty, które można łatwo zmontować za pomocą standardowych metod produkcyjnych. Dzięki zastosowaniu zoptymalizowanych klejów i płaskiej konstrukcji płytowej w połączeniu z ulepszonymi usztywnieniami, metoda ta poprawia wydajność materiałów termoprzewodzących (TIM).

Porównanie „tradycyjnego IHS” z nową, zintegrowaną konstrukcją rozpraszacza ciepła
Źródło obrazu: Intel

Tradycyjnie, wysokowydajne procesory, takie jak CPU i GPU, opierały się na metalowym rozpraszaczu ciepła, który odprowadzał ciepło z rdzenia układu scalonego do radiatora. Jednak wraz ze wzrostem złożoności i rozmiarów projektów układów scalonych – czasami przekraczających 7000 mm² – wymagania dotyczące rozpraszaczy ciepła ewoluują, wymuszając skomplikowane konstrukcje ze stopniowanymi wnękami i zróżnicowanymi punktami styku.

Ta złożoność pociąga za sobą wzrost kosztów, ponieważ tradycyjne metody tłoczenia nie pozwalają na uzyskanie skomplikowanych kształtów wymaganych do zaawansowanych projektów opakowań. Alternatywy, takie jak obróbka CNC, choć precyzyjne, generują dodatkowe koszty i potencjalne opóźnienia w łańcuchu dostaw. Najnowsze badania firmy Intel stawiają czoła tym wyzwaniom:

Rewolucjonizowanie montażu dzięki podejściu rozproszonemu

Konwencjonalne obudowy półprzewodników zazwyczaj wykorzystują stałe, monolityczne rozpraszacze ciepła, które wymagają precyzyjnego kształtowania w przypadku złożonych konfiguracji układów scalonych. Metoda rozdzielania polega na wprowadzeniu wielu odrębnych komponentów, łączonych podczas montażu.

Technika ta wykorzystuje istniejące linie montażowe, gdzie komponenty są montowane sekwencyjnie. Płaskie płyty pełnią funkcję głównych rozpraszaczy ciepła, natomiast usztywnienia zapewniają niezbędną integralność strukturalną i formują specyficzne kształty gniazd dla różnych architektur układów scalonych. Każdy komponent można wytworzyć za pomocą konwencjonalnych procesów tłoczenia, co znacznie zmniejsza zapotrzebowanie na kosztowny, specjalistyczny sprzęt.

Wykres porównujący „znormalizowaną współplanarność” w różnych scenariuszach
Źródło obrazu: Intel

To innowacyjne podejście skutkuje 7% poprawą współpłaszczyznowości obudowy – kluczowego parametru oceny płaskości zmontowanych jednostek przed instalacją układu scalonego. Podsumowując, te pionierskie badania plasują firmę Intel na pozycji lidera w rozwoju masywnych obudów układów scalonych z wykorzystaniem zaawansowanych technologii. Inżynierowie z Foundry poszukują również sposobów na dostosowanie tego modelu do specjalistycznych rozwiązań chłodzenia, w tym rozpraszaczy ciepła z kompozytów metalowych o wysokiej przewodności oraz integracji z systemami chłodzenia cieczą.

Źródło i obrazy

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *