Estudo da Universidade de Peking leva a refrigeração de chips com fluido dielétrico a 1.570 watts por centímetro quadrado

Investigadores da Universidade de Peking descreveram um projeto de refrigeração embutida (embedded cooling) para chips que usa um refrigerante dielétrico, um fluido que não conduz eletricidade, e atinge um fluxo de calor crítico de até 1.570 watts por centímetro quadrado. O artigo, revisado por pares, foi publicado na Nature Electronics em 7 de outubro de 2026. O refrigerante é o HFE-7100, que remove o calor ao transformar-se em vapor, um método conhecido como refrigeração bifásica.

Os autores partem de um problema conhecido: os chips estão cada vez menores e mais potentes, pelo que retirar o calor deles é cada vez mais importante. Na refrigeração embutida, canais microfluídicos são gravados diretamente no substrato do chip, o que aproxima o líquido dos pontos mais quentes. Segundo o artigo, esta abordagem pode lidar com fluxos de calor de até 3.000 W por centímetro quadrado quando a água é o refrigerante. A água absorve e conduz bem o calor, mas também conduz eletricidade, por isso os projetistas precisam de ter cuidado para evitar curtos-circuitos.

Os refrigerantes dielétricos eliminam esse risco elétrico, mas os autores escrevem que as técnicas anteriores que os utilizavam ficaram muitas vezes abaixo de 1.000 W por centímetro quadrado, mesmo quando o fluido era previamente arrefecido e pressurizado. O seu projeto atinge 1.570 W por centímetro quadrado, segundo o resumo (abstract).

O ganho vem do que a equipa chama de coletor «horizontal-up» (horizontal-up manifold). O líquido entra por entradas horizontais, o que ajuda o refrigerante fresco a voltar a fluir para a superfície aquecida, e o vapor sai por saídas verticais, sendo assim removido mais rapidamente. O dispositivo é fabricado com tecnologia de sistemas microeletromecânicos (MEMS), e os autores dizem que isso significa que pode ser incorporado em processos padrão de semicondutores e escalado para a eletrónica do futuro. As figuras listadas no artigo comparam o projeto com uma estrutura designada SPMC e com outras tecnologias representativas de refrigeração bifásica, e abordam também a estabilidade operacional. O artigo completo está atrás de um paywall; esta reportagem baseia-se no resumo e nas partes publicamente visíveis da página do artigo.

Wei Xiao e Zhihu Wu contribuíram igualmente para o trabalho. Bai Song concebeu a investigação e é o autor correspondente, e supervisionou-a juntamente com Wei Wang. Os autores estão afiliados à Escola de Mecânica e Ciências da Engenharia, à Escola de Circuitos Integrados e ao Laboratório Nacional Chave de Tecnologia Avançada de Micro e Nanofabricação da Universidade de Peking. O financiamento veio de fontes como a Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, o Programa Nacional Chave de I&D da China e a Fundação de Ciências Naturais de Beijing, e os autores declaram não ter conflitos de interesse. O artigo foi recebido em 8 de outubro de 2025 e aceite em 11 de setembro de 2026. A sua lista de referências inclui um artigo de 2025 na Nature Electronics de vários dos mesmos investigadores sobre microcanais com coletor reforçados por jatos, concebidos para fluxos de calor de até 3.000 W por centímetro quadrado.