in

Un grand potentiel : le refroidissement par eau dans le cadre des micropuces

Un grand potentiel : le refroidissement par eau dans le cadre des micropuces
Photo : Powerlab Matioli

Les systèmes de refroidissement par microfluide assurent un refroidissement plus efficace des micropuces. Après les premières approches sur la puce, le refroidissement doit maintenant être intégré directement dans les puces. Des chercheurs suisses décrivent ce concept dans un article. Le potentiel d’économie d’énergie de refroidissement dans les centres de données est énorme.

L’idée d’un refroidissement liquide avec des canaux fins qui se situent directement sur la puce et permettent ainsi un refroidissement plus efficace que les solutions classiques n’est pas nouvelle. Les rapports de recherche correspondants remontent à 2005. Mais maintenant, le refroidissement doit se rapprocher encore plus du silicium, ou plus précisément : dans le silicium.

L’eau circule dans la puce par des micro-canaux

Dans son rapport « Co-concevoir l’électronique avec la microfluidique pour un refroidissement plus durable« Des chercheurs du POWERlab de l’Institut d’ingénierie électrique de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) décrivent la nouvelle approche. Comme l’illustre un graphique, de minuscules canaux pour le liquide de refroidissement (dans ce cas-ci de l’eau) sont déjà intégrés dans le silicium lors de la fabrication des puces. Les chercheurs appellent le système « micro-canal monolithiquement intégré à plusieurs voies(« mMMC »). Les circuits ci-dessus sont refroidis par l’échange de chaleur. L’eau initialement froide passe par un distributeur (manifold), qui l’alimente dans les micro-canaux situés directement sous le semi-conducteur constitué d’une couche de nitrure de gallium (GaN). La chaleur générée par les circuits est transférée à l’eau par des contacts en cuivre, qui scellent immédiatement les canaux, et est dissipée par ceux-ci.

Refroidissement par eau dans la puce selon le schéma
Schéma du refroidissement de l’eau dans la puce (Photo : Nature)

À des fins de démonstration, un redresseur a été fabriqué, dans lequel des flux de chaleur de plus de 1,7 kilowatt par centimètre carré pouvaient être refroidis avec un débit de pompe de seulement 0,57 W/cm², selon les chercheurs.

Toutefois, la technologie est encore loin d’être commercialisée. Entre autres, la stabilité de la fine couche de GaN sur une longue période doit encore être testée. En outre, un adhésif ne pouvant supporter que des températures allant jusqu’à 120 °C a été utilisé pour relier les micro-canaux à l’alimentation en eau de la carte de support. Dans la fabrication des produits finis, cependant, des températures de 250 °C sont courantes. En outre, il a fallu chercher des alternatives à l’eau comme liquide de refroidissement.

Cette technologie devrait offrir un énorme potentiel d’utilisation dans les centres de données : Alors que ces derniers nécessitaient auparavant 30 % d’énergie supplémentaire pour le refroidissement, cette proportion pourrait potentiellement tomber en dessous de 0,01 %, selon les chercheurs. Comme Spectre Selon un calcul, les centres de données aux États-Unis seulement auraient besoin d’environ 24 térawatts-heure d’énergie et de 100 milliards de litres d’eau pour le refroidissement chaque année. La recherche de nouvelles solutions permettant d’économiser les ressources est donc tout à fait pertinente.

Une approche complètement différente, avec un objectif au moins similaire, est par exemple le projet Natick de Microsoft, dans lequel des centres de données sont immergés dans la mer afin d’utiliser l’eau de mer pour le refroidissement et la production d’énergie.

Partager cet article

Robin Vigneron

Par Robin Vigneron

Robin est un passionné de nouvelles technologies et il n'hésites pas à creuser le web pour vous trouver les meilleurs bons plans et astuce High-Tech !

Im Test vor 15 Jahren: Mit dem CNPS 9500 nahm Zalman den Mund zu voll

Dans l’épreuve il y a 15 ans : Avec le CNPS 9500, Zalman parlait trop

Xbox Series S: Bei alten Spielen gibt es nur alte Verbesserungen

Xbox Series S : Pour les anciens jeux, il n’y a que des anciennes améliorations