Μελέτη του Πανεπιστημίου του Πεκίνου ανεβάζει την ψύξη τσιπ με διηλεκτρικό υγρό στα 1.570 βατ ανά τετραγωνικό εκατοστό

Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Πεκίνου περιέγραψαν έναν σχεδιασμό ενσωματωμένης ψύξης τσιπ που χρησιμοποιεί διηλεκτρικό ψυκτικό, δηλαδή ένα ρευστό που δεν άγει τον ηλεκτρισμό, και φτάνει σε κρίσιμη θερμική ροή έως και 1.570 βατ ανά τετραγωνικό εκατοστό. Η αξιολογημένη από ομοτίμους εργασία δημοσιεύθηκε στο Nature Electronics στις 7 Οκτωβρίου 2026. Το ψυκτικό είναι το HFE-7100, το οποίο απάγει τη θερμότητα μετατρεπόμενο σε ατμό, μια μέθοδος γνωστή ως διφασική ψύξη.

Οι συγγραφείς ξεκινούν από ένα γνώριμο πρόβλημα: τα τσιπ γίνονται συνεχώς μικρότερα και ισχυρότερα, οπότε η απομάκρυνση της θερμότητας από αυτά έχει όλο και μεγαλύτερη σημασία. Στην ενσωματωμένη ψύξη, μικρορευστονικά κανάλια χαράσσονται απευθείας στο υπόστρωμα του τσιπ, φέρνοντας το υγρό κοντά στα θερμότερα σημεία. Σύμφωνα με την εργασία, η προσέγγιση αυτή μπορεί να διαχειριστεί θερμικές ροές έως και 3.000 W ανά τετραγωνικό εκατοστό όταν ψυκτικό είναι το νερό. Το νερό απορροφά και άγει καλά τη θερμότητα, αλλά άγει και τον ηλεκτρισμό, οπότε οι σχεδιαστές πρέπει να προσέχουν ώστε να αποφεύγονται βραχυκυκλώματα.

Τα διηλεκτρικά ψυκτικά εξαλείφουν αυτόν τον ηλεκτρικό κίνδυνο, όμως οι συγγραφείς γράφουν ότι οι προηγούμενες τεχνικές που τα χρησιμοποιούσαν συχνά περιορίζονταν κάτω από 1.000 W ανά τετραγωνικό εκατοστό, ακόμη και όταν το ρευστό είχε προψυχθεί και τεθεί υπό πίεση εκ των προτέρων. Ο δικός τους σχεδιασμός φτάνει τα 1.570 W ανά τετραγωνικό εκατοστό, σύμφωνα με την περίληψη.

Η βελτίωση προέρχεται από αυτό που η ομάδα ονομάζει πολλαπλή διανομής τύπου «οριζόντια-προς τα πάνω» (horizontal-up manifold). Το υγρό εισέρχεται από οριζόντιες εισόδους, κάτι που βοηθά το φρέσκο ψυκτικό να ρέει πίσω προς τη θερμαινόμενη επιφάνεια, και ο ατμός εξέρχεται από κατακόρυφες εξόδους, ώστε να απομακρύνεται ταχύτερα. Η διάταξη κατασκευάζεται με τεχνολογία μικροηλεκτρομηχανικών συστημάτων (MEMS), και οι συγγραφείς λένε ότι αυτό σημαίνει πως μπορεί να ενσωματωθεί σε τυπικές διεργασίες ημιαγωγών και να κλιμακωθεί για τα ηλεκτρονικά του μέλλοντος. Τα διαγράμματα που αναφέρονται στην εργασία συγκρίνουν τον σχεδιασμό με μια δομή με την ένδειξη SPMC και με άλλες αντιπροσωπευτικές τεχνολογίες διφασικής ψύξης, ενώ καλύπτουν και τη λειτουργική σταθερότητα. Το πλήρες άρθρο βρίσκεται πίσω από συνδρομητικό τείχος (paywall)· το παρόν ρεπορτάζ βασίζεται στην περίληψη και στα δημόσια ορατά μέρη της σελίδας του άρθρου.

Οι Wei Xiao και Zhihu Wu συνεισέφεραν εξίσου στην εργασία. Ο Bai Song σχεδίασε την έρευνα και είναι ο συγγραφέας αλληλογραφίας, ενώ την επέβλεψε μαζί με τον Wei Wang. Οι συγγραφείς αναφέρονται ως μέλη της Σχολής Μηχανικής και Επιστημών Μηχανικού, της Σχολής Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και του Εθνικού Βασικού Εργαστηρίου Προηγμένης Τεχνολογίας Μικρο- και Νανοκατασκευής του Πανεπιστημίου του Πεκίνου. Η χρηματοδότηση προήλθε από πηγές όπως το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας, το Εθνικό Βασικό Πρόγραμμα Έρευνας και Ανάπτυξης της Κίνας και το Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών του Πεκίνου, και οι συγγραφείς δηλώνουν ότι δεν έχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα. Η εργασία παρελήφθη στις 8 Οκτωβρίου 2025 και έγινε δεκτή στις 11 Σεπτεμβρίου 2026. Ο κατάλογος βιβλιογραφίας της περιλαμβάνει μια εργασία του 2025 στο Nature Electronics από αρκετούς από τους ίδιους ερευνητές για μικροκανάλια με πολλαπλή διανομής ενισχυμένα με πίδακα, σχεδιασμένα για θερμικές ροές έως και 3.000 W ανά τετραγωνικό εκατοστό.