مائیکرو چینل سی پی یو کولنگ سسٹم

ڈیٹا سینٹرز ہوں، سپر کمپیوٹرز ہوں یا لیپ ٹاپ: چپس اور دیگر سیمی کنڈکٹر اجزاء سے پیدا ہونے والی گرمی کی بڑی مقدار جدید الیکٹرانک مصنوعات کے سب سے بڑے مسائل میں سے ایک ہے۔ ایک طرف یہ اجزاء کی کارکردگی اور ساختی کثافت کو محدود کرتا ہے۔ دوسری جانب کولنگ کا عمل خود بہت زیادہ توانائی استعمال کرتا ہے، جو پنکھوں یا مائع کولنگ پمپس کو ٹھنڈا کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

اس مسئلے کو حل کرنے کے لئے سائنسدان چپ سے کولنٹ میں گرمی کی منتقلی کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے طریقوں کا مطالعہ کر رہے ہیں۔ مثال کے طور پر، بہتر تھرمل کنڈکٹیوٹی والی دھات کو کولنگ سسٹم اور چپ کے درمیان رابطے کی سطح کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ تاہم ماضی میں تمام طریقوں کی کارکردگی بہت زیادہ نہیں ہے اور گرمی کی کمی کی کارکردگی میں بہتری کے ساتھ ہیٹ ڈیفیریشن سسٹم کی پیچیدگی اور مینوفیکچرنگ لاگت میں بھی تیزی سے اضافہ ہوتا ہے۔

اب سوئس محققین نے بالآخر ایک ایسی چپ ایجاد کرنے کا بہتر طریقہ ڈھونڈ لیا ہے جسے بیرونی ٹھنڈک کی ضرورت نہیں ہے۔ سیمی کنڈکٹر میں مربوط مائیکروٹیوبلز ٹرانزسٹر کے ارد گرد براہ راست ٹھنڈا مائع لائیں گے، جو نہ صرف چپ کے گرمی کے پھیلاؤ کے اثر کو بہت بہتر بناتا ہے، بلکہ توانائی کی بچت بھی کرتا ہے اور مستقبل کی الیکٹرانک مصنوعات کو زیادہ ماحول دوست بناتا ہے۔ اس مربوط ٹھنڈک کی پیداوار پچھلے عمل سے سستی ہے۔

اس حل کا اصول یہ ہے کہ چپ کے باہر سے ٹھنڈا ہونے کی بجائے چپ کو براہ راست اندر ٹھنڈا کیا جاتا ہے۔ کولنٹ نیچے سے سیمی کنڈکٹر مواد میں مربوط مائیکروٹیوبلز کے ذریعے بہتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ ٹرانزسٹر کی طرف سے گرمی کے ماخذ کے طور پر پیدا ہونے والی گرمی براہ راست ختم ہوجائے گی۔ مائیکرو چینل چپ میں ٹرانزسٹرز کے ساتھ براہ راست رابطے میں ہے، جو ہیٹ سورس اور کولنگ چینل کے درمیان بہتر کنکشن قائم کرتا ہے۔ کولنگ چینل کی سہ جہتی شاخیں کولنٹ کی تقسیم میں بھی حصہ ڈالتی ہیں اور کولنٹ سرکولیشن کے لئے درکار دباؤ کو کم کرتی ہیں۔

کولنگ سسٹم کے ابتدائی ٹیسٹ سے پتہ چلتا ہے کہ یہ فی مربع سینٹی میٹر 1.7 کلوواٹ سے زیادہ گرمی اور فی مربع سینٹی میٹر پمپ پاور کے صرف 0.57 واٹ کو ختم کر سکتا ہے۔ یہ بیرونی نقاشی کولنگ چینلز کے لئے درکار طاقت سے کافی کم ہے۔ محققین نے کہا کہ مشاہدہ کردہ ٹھنڈک کی صلاحیت ایک کلوواٹ فی مربع سینٹی میٹر سے تجاوز کر گئی ہے جو بیرونی گرمی کے پھیلاؤ پر کارکردگی میں 50 گنا بہتری کے مساوی ہے۔

مربوط مائیکرو چپ کولنگ کا ایک اور فائدہ ہے: یہ بیرونی طور پر شامل کولنگ یونٹ سے سستا ہے۔ چونکہ کولنگ مائیکرو چینل اور چپ سرکٹ براہ راست پیداوار میں سیمی کنڈکٹرز میں متعارف کرائے جا سکتے ہیں، مینوفیکچرنگ لاگت کم ہے۔ یہ اندرونی طور پر ٹھنڈا مائیکرو چپ مستقبل کی الیکٹرانک مصنوعات کو زیادہ کمپیکٹ اور توانائی کی بچت کرے گی۔