Uno studio dell'Università di Peking porta il raffreddamento dei chip con fluido dielettrico a 1.570 watt per centimetro quadrato

Ricercatori dell'Università di Peking hanno descritto un sistema di raffreddamento integrato (embedded cooling) per chip che utilizza un refrigerante dielettrico, cioè un fluido che non conduce elettricità, e raggiunge un flusso termico critico fino a 1.570 watt per centimetro quadrato. L'articolo, sottoposto a revisione paritaria, è uscito su Nature Electronics il 7 ottobre 2026. Il refrigerante è HFE-7100 e asporta il calore trasformandosi in vapore, un metodo noto come raffreddamento bifase.

Gli autori partono da un problema noto: i chip diventano sempre più piccoli e potenti, per cui estrarne il calore è sempre più importante. Nel raffreddamento integrato, i canali microfluidici vengono incisi direttamente nel substrato del chip, avvicinando il liquido ai punti più caldi. Secondo l'articolo, questo approccio può gestire flussi termici fino a 3.000 W per centimetro quadrato quando il refrigerante è l'acqua. L'acqua assorbe e conduce bene il calore, ma conduce anche l'elettricità, per cui i progettisti devono fare attenzione a evitare cortocircuiti.

I refrigeranti dielettrici eliminano questo rischio elettrico, ma gli autori scrivono che le tecniche precedenti che li utilizzavano sono spesso rimaste sotto i 1.000 W per centimetro quadrato, anche quando il fluido veniva preventivamente raffreddato e pressurizzato. Il loro design raggiunge 1.570 W per centimetro quadrato, secondo l'abstract.

Il miglioramento deriva da quello che il team chiama un collettore «horizontal-up» (horizontal-up manifold). Il liquido entra da ingressi orizzontali, il che aiuta il refrigerante fresco a tornare verso la superficie riscaldata, mentre il vapore esce da uscite verticali e viene così rimosso più rapidamente. Il dispositivo è realizzato con tecnologia dei sistemi microelettromeccanici (MEMS), e gli autori affermano che ciò significa che può essere integrato nei processi standard dei semiconduttori e scalato per l'elettronica futura. Le figure elencate nell'articolo confrontano il design con una struttura denominata SPMC e con altre tecnologie rappresentative di raffreddamento bifase, e trattano anche la stabilità operativa. L'articolo completo è dietro un paywall; questo resoconto si basa sull'abstract e sulle parti pubblicamente visibili della pagina dell'articolo.

Wei Xiao e Zhihu Wu hanno contribuito in egual misura al lavoro. Bai Song ha ideato la ricerca ed è l'autore corrispondente, e l'ha supervisionata insieme a Wei Wang. Gli autori risultano afferenti alla Scuola di Meccanica e Scienze dell'Ingegneria, alla Scuola di Circuiti Integrati e al Laboratorio Nazionale Chiave di Tecnologia Avanzata di Micro e Nanofabbricazione dell'Università di Peking. I finanziamenti sono arrivati, tra le altre fonti, dalla Fondazione Nazionale per le Scienze Naturali della Cina, dal Programma Nazionale Chiave di R&S della Cina e dalla Fondazione per le Scienze Naturali di Beijing, e gli autori dichiarano di non avere conflitti di interesse. L'articolo è stato ricevuto l'8 ottobre 2025 e accettato l'11 settembre 2026. La sua bibliografia include un articolo del 2025 su Nature Electronics di diversi degli stessi ricercatori su microcanali con collettore potenziati da getti, progettati per flussi termici fino a 3.000 W per centimetro quadrato.