Gestionar el calor generado en la electrónica es un gran problema, especialmente con el impulso constante para reducir el tamaño y empaquetar tantos transistores como sea posible en el mismo chip. Todo el problema es cómo gestionar esos flujos de calor tan altos de manera eficiente. Por lo general, tecnologías electrónicas, diseñados por ingenieros eléctricos, y los sistemas de enfriamiento, diseñados por ingenieros mecánicos, se realizan de forma independiente y separada. Pero ahora los investigadores de EPFL han revolucionado silenciosamente el proceso al combinar estos dos pasos de diseño en uno: han desarrollado una tecnología de enfriamiento de microfluidos integrada junto conla electrónica, que puede gestionar de forma eficiente los grandes flujos de calor generados por los transistores. Su investigación, que ha sido publicada en Naturaleza , conducirá a dispositivos electrónicos aún más compactos y permitirá la integración de convertidores de potencia, con varios dispositivos de alto voltaje, en un solo chip.
Lo mejor de ambos mundos
En este proyecto financiado por ERC, el profesor Elison Matioli, su estudiante de doctorado Remco Van Erp, y su equipo del Laboratorio de Investigación de Electrónica de Potencia y Banda Amplia POWERLAB de la Escuela de Ingeniería, comenzaron a trabajar para lograr un cambio realen mentalidad a la hora de diseñar dispositivos electrónicos, al concebir la electrónica y la refrigeración juntos, desde el principio, con el objetivo de extraer el calor muy cerca de las regiones que más se calientan en el dispositivo. "Queríamos combinar habilidades en electricidad yingeniería mecánica para crear un nuevo tipo de dispositivo ", dice Van Erp.
El equipo buscaba resolver el problema de cómo enfriar los dispositivos electrónicos, y especialmente los transistores. "Administrar el calor producido por estos dispositivos es uno de los mayores desafíos en la electrónica en el futuro", dice Elison Matioli. "Se está volviendo cada vez más importantepara minimizar el impacto ambiental, por lo que necesitamos tecnologías de enfriamiento innovadoras que puedan procesar de manera eficiente las grandes cantidades de calor producidas de una manera sostenible y rentable ".
Canales de microfluidos y puntos calientes
Su tecnología se basa en la integración de canales de microfluidos dentro del chip semiconductor, junto con la electrónica, por lo que un líquido refrigerante fluye dentro de un chip electrónico ". Colocamos canales de microfluidos muy cerca de los puntos calientes del transistor, con un proceso de fabricación sencillo e integrado, para que pudiéramos extraer el calor exactamente en el lugar correcto y evitar que se propague por todo el dispositivo ", dice Matioli. El líquido refrigerante que utilizaron fue agua desionizada, que no conduce la electricidad." Elegimos este líquido para nuestros experimentos, pero ya estamos probando otros líquidos más efectivos para que podamos extraer aún más calor del transistor ", dice Van Erp.
Reducir el consumo de energía
"Esta tecnología de enfriamiento nos permitirá hacer dispositivos electrónicos aún más compactos y podría reducir considerablemente el consumo de energía en todo el mundo", dice Matioli. "Hemos eliminado la necesidad de grandes disipadores de calor externos y hemos demostrado que es posible crear ultra-convertidores de potencia compactos en un solo chip. Esto resultará útil a medida que la sociedad se vuelva cada vez más dependiente de la electrónica. "Los investigadores ahora están estudiando cómo gestionar el calor en otros dispositivos, como láseres y sistemas de comunicaciones.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne . Original escrito por Valérie Geneux. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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