用于更强大的电子芯片的晶体管集成的微流体冷却

管理电子设备中产生的热量是一个巨大的问题，特别是恒定推动以减小尺寸并在同一芯片中尽可能多的晶体管。整个问题是如何有效地管理这种高热量的通量。通常由电气工程师设计的电子技术以及由机械工程师设计的冷却系统，独立且单独完成。但现在EPFL研究人员通过将这两个设计步骤组合成一个来悄然彻底彻底改变了该过程：它们与电子设备一起开发了集成的微流体冷却技术，可以有效地管理由晶体管产生的大型热量通量。

他们的研究已经发表于自然界，将导致更紧凑的电子设备，并使功率转换器与多个高压设备集成到单个芯片中。

我们将微流体通道放置非常接近晶体管的热点，具有简单和综合的制造工艺，使得我们可以在完全正确的位置提取热量并防止其在整个装置中扩散。

在这项ERC资助的项目中，他的博士生Matioli教授，他的博士生Remco van ERP，以及他们的工程力量和宽带差距电子研究实验室（Powerlab）的团队开始致力于进行心态的真正变化谈到设计电子设备时，通过将电子器件和冷却在一起，右开始，旨在将热量靠近设备上最多的区域附近提取。“我们希望将机电和机械工程技能结合起来以创造一种新型设备，”Van ERP说。

该团队希望解决如何冷却电子设备，尤其是晶体管的问题。“管理这些设备产生的热量是电子产品的最大挑战之一，”Elison Matioli说。“尽量减少环境影响，我们需要创新的冷却技术，可以有效地处理以可持续和成本效益的方式生产的大量热量。”

微流体通道和热点

它们的技术基于将半导体芯片内的微流体通道与电子产品集成在一起，因此在电子芯片内部流动。“我们将微流体通道放置非常靠近晶体管的热点，具有简单和综合的制造工艺，因此我们可以在完全正确的位置提取热量并防止其在整个设备中扩散，”Matioli说。它们使用的冷却液是去离子水，其不会导电。“我们为我们的实验选择了这种液体，但我们已经测试了其他更有效的液体，以便我们可以从晶体管中提取更多的热量，”Van ERP说。

减少能量消耗

“这种冷却技术将使我们能够使电子设备更加紧凑，并且可以大大降低全球能源消耗，”马蒂奥利说。“我们已经消除了对大型外部散热器的需求，并显示了可以在单个芯片中创建超小型电源转换器。这将被证明是有用的，因为社会越来越依赖电子产品。“研究人员现在正在寻找如何在其他设备中管理热量，例如激光和通信系统。

参考：Remco Van ERP，Reza Soleimanzadeh，Luca Nela，Georgios Kampitsis和Elison Matioli，9月9日，Nature.Doi：
10.1038 / s41586-020-2666.1.