Studi Universitas Peking dorong pendinginan chip dengan cairan dielektrik hingga 1.570 watt per sentimeter persegi

Para peneliti di Universitas Peking memaparkan desain pendinginan chip tertanam (embedded cooling) yang memakai pendingin dielektrik, yaitu cairan yang tidak menghantarkan listrik, dan mencapai fluks panas kritis (critical heat flux) hingga 1.570 watt per sentimeter persegi. Makalah yang telah melalui tinjauan sejawat (peer-reviewed) ini terbit di Nature Electronics pada 7 Oktober 2026. Pendinginnya adalah HFE-7100, dan cairan ini membawa panas pergi dengan berubah menjadi uap, metode yang dikenal sebagai pendinginan dua fase.

Para penulis berangkat dari masalah yang sudah dikenal: chip terus menjadi lebih kecil dan lebih bertenaga, sehingga mengeluarkan panas dari chip makin penting. Pada pendinginan tertanam, saluran mikrofluida dietsa langsung ke dalam substrat chip, sehingga cairan berada dekat dengan titik-titik terpanas. Menurut makalah tersebut, pendekatan ini dapat menangani fluks panas hingga 3.000 W per sentimeter persegi bila air digunakan sebagai pendingin. Air menyerap dan menghantarkan panas dengan baik, tetapi juga menghantarkan listrik, sehingga perancang harus berhati-hati untuk menghindari korsleting.

Pendingin dielektrik menghilangkan risiko kelistrikan tersebut, tetapi para penulis menulis bahwa teknik-teknik sebelumnya yang memakainya sering tertahan di bawah 1.000 W per sentimeter persegi, bahkan ketika cairan didinginkan dan diberi tekanan terlebih dahulu. Menurut abstraknya, desain mereka mencapai 1.570 W per sentimeter persegi.

Peningkatan ini berasal dari apa yang disebut tim sebagai manifold horizontal-up (horizontal-up manifold). Cairan masuk melalui saluran masuk (inlet) horizontal, yang membantu pendingin segar mengalir kembali ke permukaan yang panas, sementara uap keluar melalui saluran keluar (outlet) vertikal sehingga lebih cepat tersingkir. Perangkat ini dibuat dengan teknologi sistem mikroelektromekanis (MEMS), dan menurut para penulis hal ini berarti perangkat dapat dibangun ke dalam proses semikonduktor standar serta ditingkatkan skalanya untuk elektronik masa depan. Gambar-gambar yang tercantum dalam makalah membandingkan desain ini dengan struktur berlabel SPMC dan dengan teknologi pendinginan dua fase representatif lainnya, serta juga mencakup stabilitas operasional. Artikel lengkapnya berada di balik paywall; laporan ini didasarkan pada abstrak dan bagian halaman artikel yang dapat dilihat publik.

Wei Xiao dan Zhihu Wu memberikan kontribusi yang setara dalam penelitian ini. Bai Song menggagas penelitian dan merupakan penulis korespondensi (corresponding author), dan ia mengawasinya bersama Wei Wang. Para penulis tercatat di Fakultas Mekanika dan Ilmu Rekayasa, Fakultas Sirkuit Terpadu, serta Laboratorium Kunci Nasional Teknologi Manufaktur Mikro dan Nano Lanjutan di Universitas Peking. Pendanaan berasal dari sejumlah sumber, antara lain Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok, Program Litbang Kunci Nasional Tiongkok, dan Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Beijing, dan para penulis menyatakan tidak memiliki konflik kepentingan. Makalah ini diterima pada 8 Oktober 2025 dan disetujui pada 11 September 2026. Daftar rujukannya mencakup makalah Nature Electronics tahun 2025 oleh beberapa peneliti yang sama tentang mikrokanal manifold yang diperkuat semburan jet, dengan kemampuan fluks panas hingga 3.000 W per sentimeter persegi.