Sèjousi, chalè a ki te pwodwi pa ekipman dans elektwonik se yon konsomasyon resous chè. Yo nan lòd yo kenbe sistèm lan nan tanperati a dwa pou pi bon pèfòmans informatique, sistèm nan refwadisman nan Etazini yo konsome enèji kòm anpil ak dlo tankou tout moun ki abite nan Philadelphia. Koulye a, pa entegre kanal la refwadisman likid dirèkteman nan chip la semi-conducteurs, chèchè espere omwen diminye pèt sa a nan ekipman elektwonik pouvwa, fè li pi piti, pi ba pri, ak pi ba konsomasyon enèji.
Tradisyonèlman, aparèy elektwonik ak sistèm jesyon tèmik yo fèt ak fabrike separeman, di Elison Matioli, pwofesè nan jeni elektrik nan Enstiti Teknoloji Ecole nan Lausanne, Swis. Sa a pote yon obstak fondamantal amelyore efikasite refwadisman, paske chalè dwe vwayaje yon distans relativman long nan plizyè materyèl yo dwe retire li. Pou egzanp, nan processeurs jodi a&# 39, sifon materyèl tèmik transfere chalè soti nan chip nan ankonbran lè-refwadi koule nan kòb kwiv mete chalè.
Yo nan lòd yo jwenn yon solisyon plis enèji-efikas, Matioli ak kòlèg li yo devlope yon pwosesis pri ki ba ki mete rezo a 3D nan chanèl refwadisman mikrofluidik dirèkteman nan chip la semi-conducteurs. Likid ka retire chalè pi bon pase lè. Lide a se kenbe mikwomèt la awozaj lwen tach yo cho nan chip la.
Men, kontrèman ak teknoloji a deja refwadi mikrofluidik refwadisman, li te di: "Nou konsepsyon aparèy elektwonik ak sistèm refwadisman depi nan konmansman an." Se poutèt sa, mikrokanal la sitiye anba a zòn aktif nan chak aparèy tranzistò, kote tanperati li yo Pi wo a, ki ogmante pèfòmans nan refwadisman pa 50 fwa. Yo rapòte konsèp konsepsyon komen yo nan resan" Nati" magazin.
Chèchè yo te pwopoze mikwo-chanèl teknoloji refwadisman osi bonè ke 1981, ak kòmanse-up konpayi tankou Cooligy yo te tou kouri dèyè konsèp nan processeurs. Sepandan, endistri a semi-conducteurs ap deplase soti nan aparèy planar nan aparèy ki genyen twa dimansyon, epi li ap deplase nan direksyon pou bato nan lavni ak estrikti multi, ki fè refwadisman chanèl Inposibl." Sa a kalite solisyon refwadisman entegre pa apwopriye pou processeurs modèn ak bato, tankou CPU," te di Tiwei Wei, ki moun ki etidye solisyon refwadisman elektwonik nan Sant Inivèsite mikwoelektronik ak KU Luuven nan Bèljik." Okontrè, sa a kalite teknoloji refwadisman fè sans ki pi pou elektwonik pouvwa," li te di.
Pouvwa sikwi elektwonik jere ak konvèti enèji elektrik, ki lajman itilize nan jaden tankou òdinatè, sant done, panno solè, ak machin elektrik. Yo te itilize gwo-zòn aparèy disrè te fè nan semi-conducteurs lajè-bandgap tankou nitrid galyòm. Densite pouvwa a nan aparèy sa yo te augmenté sevè nan kèk ane ki sot pase yo, ki vle di ke yo dwe" branche ak yon koule chalè gwo," Matoli te di.
Dènyèman, pouvwa modil elektwonik yo tounen vin jwenn refwadisman likid, si wi ou non nan plak frèt oswa mikwo-chanèl sistèm refwadisman. Sepandan, nan dat, tout mikwo-chanèl sistèm refwadisman yo te fabrike separeman ak Lè sa a, konbine avèk bato. Kouch la lyezon ogmante rezistans chalè, ak kanal la ak aparèy la sikwi yo pa byen aliyen.
& quot; Nou te pran li nan yon nivo pwochen," Matoli te di, pa ekipman fabrikasyon ak chanèl refwadisman nan menm chip la. Yo grave fant mikron-lajè nan kouch nitrid galyòm ki kouvwi sou substra Silisyòm lan. Slit la se 30μm long ak 115μm gwo twou san fon. Sèvi ak teknoloji espesyal gaz grave yo, yo elaji espas sa a sou substra Silisyòm pou fòme yon kanal kote likid awozaj la pase.
Lè sa a, chèchè yo te itilize kòb kwiv mete sele ouvèti yo ti nan kouch nan nitrid galyòm ak fabrike aparèy sou li. Li te di:" Nou sèlman gen mikrokanal nan ti zòn nan plat la, ak mikrokanal sa yo an kontak ak chak tranzistò. Sa fè teknoloji sa a pi efikas paske nou ka ekstrè anpil chalè ki tou pre, men ponpe nou itilize Pouvwa a piti anpil."
Kòm yon demonstrasyon, chèchè yo te fè yon sikwi redresman AC-DC ki konpoze de kat dyod Schottky. Chak dyòd ka okipe 1.2kV. Yon sikwi tankou sa a anjeneral mande pou yon koule chalè pwen ki menm gwosè ak. Men, chip la sikwi entegre ak sistèm nan refwadisman likid monte sou yon tablo sikwi enprime gwosè a nan yon kondwi flash USB. Komite sikwi a konsiste de twa kouch ak chanèl grave sou li pou delivre likid refwadisman nan chip la.
Ekspozisyon an montre ke tach cho ak yon dansite pouvwa ki gen plis pase 1700 W / cm² ka refwadi pa sèlman 0.57 W / cm² ponpe pouvwa. Konpare ak refwadisman chanèl mikrofluidik la deja rapòte, pèfòmans lan amelyore pa 50 fwa.
Wei te di," Yo ta dwe etidye fyabilite nan fim nitrid galyòm ak kouch kwiv poze sele sou tan. Men, solisyon inovatè refwadisman sa a se yon etap nan direksyon pou yon" pri ki ba, ultra-kontra enfòmèl ant ak enèji-ekonomize pouvwa sistèm elektwonik refwadisman." Yon gwo etap pi devan."