Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Работа группы из Пекинского университета вышла в журнале Nature Electronics 7 октября 2026 года
Исследователи Пекинского университета предложили схему встроенного двухфазного охлаждения на диэлектрической жидкости HFE-7100: жидкость подходит к микроканалам в подложке чипа сбоку, а пар уходит вверх. Критический тепловой поток на тестовой структуре достиг 1570 Вт/см². Статья опубликована в журнале Nature Electronics 7 октября 2026 года.
При встроенном охлаждении (embedded cooling) каналы для жидкости вытравливают прямо в подложке кристалла, рядом с горячими зонами. Между источником тепла и хладагентом не остаётся крышки корпуса, термоинтерфейса и холодной пластины, которые добавляют тепловое сопротивление.
Авторы выбрали двухфазный режим: хладагент HFE-7100, фторированный эфир с диэлектрическими свойствами, закипает в микроканалах, и тепло уходит главным образом на испарение. Трудность такого режима — пар: пузыри сливаются и вытесняют жидкость, и если пару некуда уйти, стенка пересыхает и перегревается.
Поэтому пути жидкости и пара разведены. В коллекторе «horizontal-up» жидкость поступает к микроканалам через горизонтальные входы, а пар уходит через вертикальные выходы вверх. Структура изготовлена по технологии МЭМС (MEMS), и авторы указывают, что её можно встроить в стандартные полупроводниковые процессы. Судя по подписям к рисункам, в статье отдельно проверены предельная производительность и стабильность работы.
Ключевая цифра работы — критический тепловой поток (critical heat flux, CHF) до 1570 Вт/см². CHF — предел пузырькового кипения. Пока жидкость смачивает стенку, кипение отводит тепло очень эффективно: пузырь отрывается, его место занимает свежая жидкость. С ростом нагрузки пузыри сливаются в паровую плёнку, а пар проводит тепло намного хуже жидкости. Теплоотдача падает скачком, температура стенки резко растёт — это и есть кризис кипения. Для чипа он означает перегрев и возможный отказ, поэтому CHF — граница, а не рабочая точка.
Это примерно в 1,5 раза выше порога прежних диэлектрических схем и почти вдвое ниже уровня однофазного охлаждения водой, но на жидкости, которая не проводит ток.
Лабораторные испытания на образцах. Ограничения: 1570 Вт/см² — критический тепловой поток на тестовой структуре, а не мощность реального процессора. Статья в закрытом доступе: размеры структуры, давление, расход и температура стенки в открытой части не приводятся. Работа в серийном корпусе и в полном контуре с конденсатором в открытой части тоже не описана.
Уровень 3000 Вт/см² для воды показала, в частности, та же группа в Nature Electronics 9 сентября 2025 года — на однофазной воде и с коллекторными микроканалами с микроструйным усилением. Новая работа — двухфазная, на диэлектрике и с другой схемой коллектора.
Слабое место воды — электропроводность: во встроенной схеме жидкость течёт в самой подложке, рядом с активными структурами, и нарушение герметичности канала грозит коротким замыканием. Диэлектрик ток не проводит, и его утечка цепь не замыкает. Но у фторированных диэлектриков теплота испарения и поверхностное натяжение ниже, чем у воды, поэтому пар быстрее оттесняет жидкость от стенки и кризис кипения наступает раньше.
По данным авторов, прежние схемы на диэлектриках обычно не превышали 1000 Вт/см², даже с предварительным охлаждением жидкости ниже температуры кипения и с наддувом, то есть повышением давления в контуре.
Материал носит информационный характер и подготовлен по открытым источникам, ссылки на них приведены в тексте. Он не является публичной офертой (ст. 437 ГК РФ) и профессиональной рекомендацией.
Результаты получены авторами исследования и приведены по их публикации. ООО «Иннер Инжиниринг» их не проверяло и не гарантирует их применимость к конкретным изделиям. Подбирайте и рассчитывайте компоненты по технической документации изготовителя.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.