Разработан инновационный метод охлаждения чипов с помощью лазеров

Стартап Maxwell Labs, при поддержке Sandia National Laboratories, разработал новый метод охлаждения высокопроизводительных вычислительных систем, сообщает The Register. В основе технологии лежат специальные холодные пластины из сверхчистого арсенида галлия (GaAs), которые охлаждаются с помощью сфокусированных лазерных лучей определённой длины волны. Вместо традиционного нагрева, характерного для взаимодействий с интенсивным светом, эта установка направляет тепло от горячих точек на чипе, используя высокую подвижность электронов GaAs для локального рассеивания тепла.

Этот метод не заменяет традиционные системы охлаждения, а дополняет их. Полупроводники GaAs размещаются на процессорах в местах с повышенной температурой, и их структура направляет лазерные лучи точно на горячие точки. Это локальное охлаждение повышает эффективность, позволяя управлять теплом там, где оно становится проблемой, а не охлаждая всю систему. Технология опирается на исследования, проведённые в 2012 году в Копенгагенском университете, где аналогичный метод использовался для охлаждения мембраны до -269 °C.

Кроме того, метод обладает уникальной способностью: тепло, отводимое от чипов, можно преобразовать в фотоны и вернуть в виде электрической энергии, что повышает общую энергоэффективность вычислительных систем. Однако эффективность этого процесса ещё предстоит оценить.

Несмотря на инновационность, использование GaAs сопряжено с рядом проблем. Производство сверхчистых пластин GaAs требует сложных и энергозатратных методов, таких как молекулярно-лучевая эпитаксия (MBE) или металлоорганическое химическое осаждение из газовой фазы (MOCVD), что повышает стоимость. Например, 200-миллиметровая пластина GaAs стоит около 5000 долларов, в то время как аналогичная кремниевая пластина — всего 5 долларов.

Транзисторы GaAs трудно интегрировать с традиционными кремниевыми микросхемами. Для этого используются дорогостоящие методы гетерогенной трёхмерной интеграции или склеивания пластин, которые применяются в системах с кремниевой фотоникой. Однако такие методы стоят дешевле, чем сами пластины GaAs.

На данный момент концепция находится на стадии экспериментов и моделирования. По словам CEO Maxwell Labs, Джейкоба Балмы, модель показывает хорошие перспективы, но тестирование ещё не проводилось в реальных условиях — оно ограничивалось только отдельными компонентами. Компания планирует завершить создание рабочего прототипа к осени 2025 года. Уже сейчас Maxwell Labs нашла первых пользователей своей системы MXL-Gen1 и ожидает начать поставки в течение ближайших двух лет, с более широким доступом к продукту, если всё пойдёт по плану, к концу 2027 года.

С уважением, ООО "Компания "База Электроники"

Вернуться на главную