توفر الطباعة ثلاثية الأبعاد فرصًا جديدة لتبريد شرائح الذكاء الاصطناعي
ومع تطور اتجاه التصغير في الأجهزة الإلكترونية، زادت أيضًا مشكلة ارتفاع درجة الحرارة. ولمواجهة هذا التحدي، أصبح من المهم أكثر من أي وقت مضى تحسين أداء تبديد الحرارة من خلال تحسين تصميم الرادياتير. خاصة مع التطور السريع لتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي، أصبحت مشكلة تبديد حرارة الرقائق مثيرة للقلق في الصناعة. إن شريحة بحجم غطاء الظفر هي في الواقع مصدر حرارة بقدرة 300 واط. لكن في الواقع، تصبح الشريحة ساخنة بالفعل قبل أن تصل إلى هذا الاستهلاك من الطاقة.
يمكن أن يؤدي التصغير والتكامل العالي للرقائق إلى زيادة كبيرة في كثافة تدفق الحرارة المحلية. يؤدي تحسين قوة الحوسبة وسرعتها إلى استهلاك كبير للطاقة وتوليد الحرارة. أحد العوامل الرئيسية التي تقيد تطوير رقائق الطاقة الحاسوبية العالية هو قدرتها على تبديد الحرارة. أكثر من 55% من أعطال الرقاقات ناجمة عن عدم القدرة على نقل الحرارة أو عن طريق ارتفاع درجات الحرارة. عندما تكون درجة حرارة الشريحة أعلى من 70 درجة، مقابل كل 10 درجات زيادة في درجة الحرارة، ستنخفض موثوقيتها بنسبة 50%.
أصبح دور تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجال التبادل الحراري واضحًا، ويمكنها أيضًا أن تلعب دورًا في معالجة مشكلات تبديد الحرارة على مستوى الشريحة. لاحظ مرجع تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد أن شركة تدعى ToffeeX استخدمت برنامجًا مطورًا ذاتيًا لتصميم مبادل حراري لتبريد سائل وحدة المعالجة المركزية وتصنيعه باستخدام تقنية الطباعة الكهروكيميائية ثلاثية الأبعاد، مما يقلل من انخفاض ضغط المشتت الحراري بنسبة 60%. أحدثت عملية تصنيع المواد المضافة الكهروكيميائية (ECAM) معجزة في تصنيع النحاس النقي - فهي تحقق حجم فوكسل يبلغ 33 ميكرون، وهو دقة مذهلة، ويمكن طباعتها باستخدام مواد مائية منخفضة التكلفة في درجة حرارة الغرفة.
في الوقت الحاضر، تعتمد صناعة أشباه الموصلات على ألواح التبريد وأجهزة التبريد الأخرى التي يتم تصنيعها عادة من خلال عمليات الحدادة أو الخراطة. وتقتصر هذه العمليات على إنتاج زعانف منتظمة، لا يمكن صنعها إلا في اتجاه واحد، وتقتصر على الشكل الهندسي الذي يمكن أن يملأ هذه المعالم. إن التصنيع الإضافي للترسيب الكهروكيميائي (ECAM) عبارة عن تقنية طباعة معدنية ثلاثية الأبعاد مختلفة تمامًا يمكنها إنتاج أجزاء عالية الجودة مع دقة ميزات ممتازة واقتصاد، ويمكنها تحقيق إنتاج واسع النطاق قابل للتطوير بدقة عالية.
ولكن بالإضافة إلى تحديات التصنيع، فإن مساحة السطح وقدرة التبريد المتاحة لمعدات الإدارة الحرارية المصنعة بالطرق التقليدية محدودة أيضًا. لا توفر الطباعة ثلاثية الأبعاد وسيلة لزيادة مساحة السطح والخشونة لتحسين تبديد الحرارة فحسب، بل توفر أيضًا طريقًا لتصنيع ألواح التبريد السائلة المعقدة والمبادلات الحرارية، مما يؤدي إلى تحسين الأداء بشكل كبير.
