Un estudio de la Universidad de Peking lleva la refrigeración de chips con fluido dieléctrico a 1.570 vatios por centímetro cuadrado

Investigadores de la Universidad de Peking han descrito un diseño de refrigeración integrada (embedded cooling) para chips que utiliza un refrigerante dieléctrico, un fluido que no conduce la electricidad, y que alcanza un flujo de calor crítico de hasta 1.570 vatios por centímetro cuadrado. El artículo, revisado por pares, se publicó en Nature Electronics el 7 de octubre de 2026. El refrigerante es HFE-7100 y evacúa el calor al convertirse en vapor, un método conocido como refrigeración bifásica.

Los autores parten de un problema conocido: los chips son cada vez más pequeños y potentes, por lo que extraer su calor es cada vez más importante. En la refrigeración integrada, se graban canales microfluídicos directamente en el sustrato del chip, lo que acerca el líquido a los puntos más calientes. Según el artículo, este enfoque puede manejar flujos de calor de hasta 3.000 W por centímetro cuadrado cuando el refrigerante es agua. El agua absorbe y conduce bien el calor, pero también conduce la electricidad, por lo que los diseñadores deben tener cuidado para evitar cortocircuitos.

Los refrigerantes dieléctricos eliminan ese riesgo eléctrico, pero los autores escriben que las técnicas anteriores que los utilizaban a menudo se han quedado por debajo de 1.000 W por centímetro cuadrado, incluso cuando el fluido se enfriaba y presurizaba previamente. Su diseño alcanza 1.570 W por centímetro cuadrado, según el resumen (abstract).

La mejora procede de lo que el equipo denomina un colector «horizontal-up» (horizontal-up manifold). El líquido entra por entradas horizontales, lo que ayuda a que el refrigerante fresco vuelva a fluir hacia la superficie calentada, y el vapor sale por salidas verticales, de modo que se evacúa más rápido. El dispositivo se fabrica con tecnología de sistemas microelectromecánicos (MEMS), y los autores afirman que esto significa que puede integrarse en procesos de semiconductores estándar y escalarse para la electrónica del futuro. Las figuras enumeradas en el artículo comparan el diseño con una estructura denominada SPMC y con otras tecnologías representativas de refrigeración bifásica, y también abordan la estabilidad operativa. El artículo completo está tras un muro de pago (paywall); esta información se basa en el resumen y en las partes públicamente visibles de la página del artículo.

Wei Xiao y Zhihu Wu contribuyeron por igual al trabajo. Bai Song concibió la investigación y es el autor de correspondencia, y la supervisó junto con Wei Wang. Los autores figuran adscritos a la Escuela de Mecánica y Ciencias de la Ingeniería, la Escuela de Circuitos Integrados y el Laboratorio Nacional Clave de Tecnología Avanzada de Micro y Nanofabricación de la Universidad de Peking. La financiación procedió, entre otras fuentes, de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, el Programa Nacional Clave de I+D de China y la Fundación de Ciencias Naturales de Beijing, y los autores declaran no tener conflictos de intereses. El artículo se recibió el 8 de octubre de 2025 y se aceptó el 11 de septiembre de 2026. Su lista de referencias incluye un artículo de 2025 en Nature Electronics de varios de los mismos investigadores sobre microcanales con colector reforzados por chorros, diseñados para flujos de calor de hasta 3.000 W por centímetro cuadrado.