芯片的性能和密度日益提升，保持芯片足夠低的溫度也日益成為一項(xiàng)挑戰(zhàn)。我們嘗試過風(fēng)冷、液冷、浸沒式冷卻以及幾乎所有其他冷卻方式。但現(xiàn)在，一家初創(chuàng)公司提出了一個(gè)大膽的新想法：使用激光來冷卻芯片上最熱的區(qū)域。
這家初創(chuàng)公司名為麥克斯韋實(shí)驗(yàn)室 (Maxwell Labs)，它一直與桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員合作，研發(fā)一種尖端冷卻方法，利用聚焦激光精準(zhǔn)瞄準(zhǔn)熱量積聚。這個(gè)想法乍一聽可能有點(diǎn)違反直覺。畢竟，用聚焦光束照射想要冷卻的物體，難道不會(huì)使其溫度更高嗎？
但在這種情況下并非如此，因?yàn)樵摷夹g(shù)利用了一些奇特的材料科學(xué)。
關(guān)鍵在于使用特制的超純砷化鎵（GaAs）半導(dǎo)體板。當(dāng)被特定波長的激光照射時(shí)，這些半導(dǎo)體板實(shí)際上會(huì)變冷，而不是變熱。
這種特殊材料的現(xiàn)象最早于2012年由哥本哈根大學(xué)尼爾斯·玻爾研究所的科學(xué)家觀察到?，F(xiàn)在，麥克斯韋實(shí)驗(yàn)室似乎正在將這一發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為切實(shí)可行的解決方案。
這家初創(chuàng)公司策略性地將砷化鎵 (GaAs) 板放置在處理器最熱的區(qū)域。然后，微觀圖案將冷卻激光束直接引導(dǎo)至這些區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)極其局部且高效的冷卻。
就其本身而言，這已經(jīng)夠酷了，但這種方法還有另一個(gè)優(yōu)勢(shì)。麥克斯韋聲稱，該裝置實(shí)際上可以回收其釋放的熱能，并通過光子將其轉(zhuǎn)化為可重復(fù)利用的電能。因此，它不僅可以解決散熱問題，還能提高整體能源效率。
Maxwell 聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席增長官 Mike Karpe 表示：“一個(gè)成功的項(xiàng)目不僅可以解決節(jié)能的迫切需求，還可以為處理器以以前認(rèn)為不可能的性能水平運(yùn)行鋪平道路。”
盡管如此，在該解決方案真正投入實(shí)際產(chǎn)品之前，仍存在幾個(gè)重大障礙。首先，生產(chǎn)這些超純GaAs半導(dǎo)體板極其困難且成本高昂。
此外，將GaAs元件與傳統(tǒng)硅芯片集成也面臨挑戰(zhàn)，這可能需要先進(jìn)的3D芯片堆疊和鍵合技術(shù)。這并非不可能，只是就目前的技術(shù)而言，其復(fù)雜程度和成本都過于高昂。
最后，Maxwell 表示，激光冷卻方法目前僅進(jìn)行了建模和模擬。物理測(cè)試尚未進(jìn)行，但他們的目標(biāo)是在今年秋天之前完成一個(gè)可運(yùn)行的原型。
熱門跟貼