Tokio ogłasza przełom w chłodzeniu chipów. Nowa technologia jest 10 razy wydajniejsza od klasycznego chłodzenia wodnego

Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego opracowali przełomową technologię chłodzenia chipów, wykorzystującą zjawisko przemiany fazowej wody. Nowe rozwiązanie może zrewolucjonizować chłodzenie w elektronice wysokiej mocy, motoryzacji oraz lotnictwie.

Woda jako klucz do ultraefektywnego chłodzenia

Zespół badawczy Uniwersytetu Tokijskiego ogłosił opracowanie innowacyjnego systemu chłodzenia opartego na przemianie fazowej wody. W technologii tej wykorzystano intensywne pochłanianie ciepła podczas parowania cieczy, co umożliwia odprowadzenie ogromnych ilości energii cieplnej z układów elektronicznych.

W ramach projektu badacze stworzyli trójwymiarowy mikrokanalikowy system chłodzenia, który łączy kapilarną strukturę z warstwą dystrybucji cieczy. Dzięki temu rozwiązaniu udało się rozwiązać jedno z największych wyzwań wcześniejszych systemów chłodzenia fazowego: blokowanie przepływu pary wodnej. Eksperymenty wykazały, że nowa technologia osiągnęła współczynnik wydajności chłodzenia (COP) na poziomie 100 000 — dziesięciokrotnie wyższy niż w przypadku tradycyjnych systemów wodnych.

Zastosowania wykraczające poza elektronikę

Nowe chłodzenie, opracowane przez zespół z Tokio, ma potencjał zastosowania nie tylko w układach wysokowydajnych komputerów (HPC), laserach czy diodach LED. Jak podkreślają twórcy projektu, technologia ta może znaleźć zastosowanie także w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym, gdzie rosnące moce elektroniki pokładowej powodują ogromne wyzwania związane z odprowadzaniem ciepła.

W kontekście samochodów elektrycznych, w których wydajne zarządzanie temperaturą baterii i elektroniki mocy jest kluczowe dla bezpieczeństwa i wydajności, nowatorska metoda chłodzenia mogłaby znacząco poprawić osiągi pojazdów. Podobne możliwości otwierają się przed konstruktorami systemów awioniki w lotnictwie, gdzie niezawodność pracy elektroniki w ekstremalnych warunkach jest sprawą kluczową.

Nowa era chłodzenia elektroniki

Tradycyjne technologie chłodzenia cieczą, choć skuteczne, napotykają na fizyczne ograniczenia związane z szybkością wymiany ciepła i ograniczonym przepływem cieczy. Zastosowanie przemiany fazowej w sposób kontrolowany, z wykorzystaniem mikrostruktur i zaawansowanych układów kanałów, może być odpowiedzią na rosnące zapotrzebowanie na ekstremalnie wydajne systemy chłodzenia.

Eksperci branżowi zauważają, że wraz z rozwojem nowych generacji procesorów AI, układów HPC oraz układów zasilania w pojazdach elektrycznych, potrzeba innowacyjnych metod zarządzania ciepłem staje się coraz bardziej paląca. Technologia opracowana przez Uniwersytet Tokijski może nie tylko zwiększyć wydajność urządzeń, ale także przedłużyć ich żywotność i zmniejszyć ryzyko przegrzania.