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Poiché le richieste dei consumatori di velocità più piccole e più veloci sono ulteriormente rafforzate, ci sono sfide ardue per risolvere il problema della dissipazione del calore dei circuiti stampati (PCB) con densità crescente. Poiché i microprocessori impilati e le celle logiche raggiungono la gamma di frequenza operativa GHz, una gestione termica conveniente potrebbe essere diventata la questione più prioritaria che gli ingegneri nei settori della progettazione, dell'imballaggio e dei materiali devono urgentemente risolvere.
La produzione di IC 3D per ottenere una maggiore densità funzionale è diventata una tendenza attuale, che aumenta ulteriormente la difficoltà della gestione termica. I risultati della simulazione mostrano che un aumento di 10°C della temperatura raddoppierà la densità termica del chip IC 3D e ridurrà le prestazioni di oltre un terzo.
La sfida dei microprocessori
Le previsioni dell'International Semiconductor Technology Blueprint (ITRS) indicano che nei prossimi tre anni le tracce di interconnessione in aree difficili da raffreddare nei microprocessori consumeranno fino all'80% della potenza del chip. Thermal Design Power (TDP) è un indice per valutare la capacità di dissipazione del calore di un microprocessore. Definisce il calore rilasciato quando il processore raggiunge il suo carico massimo e la corrispondente temperatura del caso.
Il TDP degli ultimi microprocessori Intel e AMD è tra 32W e 140W. Con l'aumentare della frequenza di funzionamento del microprocessore, questo numero continuerà ad aumentare.
I grandi data center con centinaia di server informatici sono particolarmente vulnerabili ai problemi di dissipazione del calore. Secondo alcune stime, la ventola di raffreddamento del server (che può consumare fino al 15% dell'elettricità) è in realtà diventata una notevole fonte di calore nel server e in se stesso. Inoltre, il costo di raffreddamento del data center può rappresentare circa il 40% al 50% del consumo energetico del data center. Tutti questi fatti hanno presentato requisiti più elevati per il rilevamento locale e remoto della temperatura e il controllo della ventola.
Le sfide di gestione termica diventeranno più scoraggianti quando si tratta di installare PCB contenenti processori multi-core. Sebbene ogni nucleo del processore nell'array del processore possa consumare meno energia (e quindi dissipare meno calore) di un processore single-core, l'effetto netto sui grandi server del computer è che aggiunge al sistema informatico nel data center una maggiore dissipazione del calore. In breve, eseguire più core del processore su una data area della scheda PCB.
Quanto sopra è l'introduzione della più recente tecnologia di raffreddamento PCB. Ipcb fornisce anche produttori di PCB e tecnologia di produzione PCB.
