3D プリンティングは AI チップ冷却に新たな機会をもたらします

電子機器の小型化傾向の進展に伴い、過熱の問題も増加しています。この課題に対処するには、ラジエーターの設計を改善して放熱性能を向上させることがこれまで以上に重要です。特にAI技術の急速な発展に伴い、チップの放熱の問題が業界を悩ませています。ネイルキャップほどの大きさのチップは、実際には 300 ワットの熱源になります。しかし実際には、この消費電力に達する前に、チップはすでに灼熱の状態になっています。

チップの小型化と高集積化により、局所的な熱流束密度が大幅に増加する可能性があります。計算能力と速度の向上は、膨大な電力消費と発熱をもたらします。高い計算能力のチップの開発を制限する主な要因の 1 つは、その放熱能力です。チップ故障の 55% 以上は、熱を伝達できないこと、または温度の上昇が原因です。チップが 70 度を超えると、温度が 10 度上昇するごとに、その信頼性は 50% 低下します。

熱交換の分野における 3D プリンティング技術の役割が明らかになり、チップレベルの熱放散問題の解決にも役割を果たす可能性があります。 3D プリンティング テクノロジーのリファレンスでは、ToffeeX という会社が自社開発ソフトウェアを使用して CPU 液冷熱交換器を設計し、電気化学 3D プリンティング テクノロジーを使用してそれを製造し、ヒートシンクの圧力損失を 60% 削減したことに注目しました。電気化学積層造形 (ECAM) プロセスは、純銅の製造に奇跡をもたらしました。このプロセスは、驚異的な解像度である 33 ミクロンのボクセル サイズを達成し、室温で低コストの水ベースの材料を使用して印刷できます。

現在、半導体産業は、通常、鍛造または旋削プロセスで製造される冷却プレートやその他の冷却装置に依存しています。これらのプロセスは、一方向にのみ作成できる通常のフィンの製造に限定されており、これらのフィーチャーを満たすことができる幾何学的形状も制限されています。電気化学堆積積層造形 (ECAM) は、まったく異なる金属 3D プリンティング技術であり、優れたフィーチャー解像度と経済性で高品質の部品を製造でき、高解像度でのスケーラブルな大規模生産を実現できます。

しかし、製造上の問題に加えて、従来の方法で製造された熱管理装置の表面積と利用可能な冷却能力にも限界があります。 3D プリンティングは、熱放散を改善するために表面積と粗さを増やす方法を提供するだけでなく、複雑な水冷プレートや熱交換器を製造するための経路も提供し、パフォーマンスを大幅に向上させます。