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Puce à refroidissement thermo-électrique incorporé

10 décembre 2013, 14:37
Puce à refroidissement thermo-électrique incorporé
Einem US-Forscherteam von Intel, dem Forschungsunternehmen RTI International http://www.rti.org und Partnern ist es gelungen, ein nanostrukturiertes thermoelektrisches Dünnfilm-Gitter in moderne Elektronik zu integrieren. Ein Experiment brachte den Nachweis, dass damit ausgewählte Bereiche eines Silizium-Chips um bis zu 15 Grad gekühlt werden können. Das wiederum wirkt sich positiv auf die Leistungsfähigkeit des Chips aus. "Das ist die erste Demonstration praktikabler Kühltechnologie auf Chip-Skala und hat das Potenzial, ein breites Spektrum bislang thermisch beschränkter Anwendungen zu erschließen", so das Team um Intel-Wissenschaftler Ravi Prasher in Nature Nanotechnology.

Der durch das termolelektrische Mikrokühlsystem erreichbare Temperaturabfall von bis zu 15 Grad in einem bestimmten Chip-Bereich ist von großer Bedeutung. Schon eine um fünf Grad höhere Temperatur bedeutet einen deutlichen Verlust von Zuverlässigkeit und Leistung von Chips, betont Rama Venkatasubramanian, Senior Research Director an RTIs Center for Solid State Energetics, gegenüber Technology Review. Obwohl man eine "gute Performance" des Kühlsystems beobachtet hat, lag sie laut Venkatasubramanian aber deutlich unter jener Kühlleistung, zu der das System außerhalb des Chip-Packagings fähig ist. Um das in den Griff zu bekommen, sei noch einiges an Forschungsarbeit nötig.

"Es wird seit Jahren davon gesprochen, hocheffiziente thermoelektrische Materialien zur Kühlung von Hot Spots auf Chips zu nutzen", sagt Prasher. Doch während es bei den nanostrukturierten Materialien Fortschritte gab, war die Integration in Chips bisher nicht gelungen. Den aktuellen Erfolg hat Prasher zufolge die Kombination eines Materials mit außergewöhnlichen thermoelektrischen Eigenschaften mit Intels Erfahrung in der Chipherstellung ermöglicht. Das Team hat sein Mikrokühlsystem auf eine Kupferplatte aufgebracht, die als Wärmeableiter bereits Teil des normalen Chip-Packaging ist. Das thermoelektrische Kühlsystem wurde zwischen der Kupferplatte und dem Chip integriert.

Bereits jetzt gibt es kommerzielle Angebote, die auf Thermoelektrika zur Hot-Spot-Kühlung bei Prozessoren setzen, beispielsweise beim Freiburger Unternehmen Micropelt http://www.micropelt.com. Allerdings nutzen die Freiburger Thermoelektrika ohne Nanostrukturen, so Joachim Nurnus, tätig in der technischen Entwicklung bei Micropelt, auf Nachfrage von pressetext. Diese seien relativ einfach und kosteneffizient herzustellen. Für die neue Entwicklung der US-Forscher dürften als langfristige Erfolgsfaktoren gelten, ob derartige Systeme leistungseffizienter gestaltet werden können und ob die Fertigungskosten mit dem etwas einfacheren Ansatz konkurrieren können.

 

http://www.pressetext.de/pte.mc?pte=090126015

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