Le monde de l’électronique est sur le point de faire un saut qualitatif qui transformerait le secteur tel que nous le connaissons. La chaleur, la grande limitation des semi-conducteurs, a ses jours comptés grâce à une équipe d’ingénieurs.
Une équipe de l’UC Berkeley a démontré une nouvelle méthode de refroidissement qui aspire si efficacement la chaleur des composants électroniques que Il permet de concevoir des circuits avec 7,4 fois plus d’énergie que l’équivalent avec des dissipateurs conventionnels.
La chaleur est le grand ennemi des ingénieurs lorsqu’il s’agit de concepteurs de produits électroniques, et c’est l’un des principaux facteurs qui empêchent l’électronique de devenir de plus en plus petite.
Si vous ne pouvez pas évacuer la chaleur des circuits, ils vont mal. La forme familière des plaquettes empilées des dissipateurs thermiques est conçue pour éloigner la chaleur des zones sensibles et la dissiper là où elle ne causera pas de problème.
Mais l’équipe affirme que de cette façon, vous ne pouvez pas évacuer la chaleur du bas des appareils.où presque toute la chaleur est générée.
En ce sens, l’équipe a mis au point une solution qui, selon eux, augmente radicalement la production de chaleur sans introduire de matériaux coûteux (comme l’argent ou l’or, qui sont de grands conducteurs d’énergie mais très chers).
Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Electronics décrit une méthode qui « recouvre d’abord les appareils d’une couche électrique de poly(2-chloro-p-xylène) (parylène C) puis d’une couche conforme de cuivre. Cela permet au cuivre d’être à proximité des éléments générateurs de chaleur, éliminant ainsi le besoin de matériaux d’interface thermique. »
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Fondamentalement, ce nouveau système de refroidissement couvre complètement toutes les surfaces exposées de l’électronique, y compris le haut, le bas et les côtés. L’appareil et le dissipateur thermique agissent comme une seule pièce, qui fonctionne avec la même efficacité tout en occupant le minimum.
L’équipe a testé avec succès cette méthode de refroidissement passif ultra-efficace sur certains transistors de puissance en nitrure de gallium.
Pour un seul circuit, ils ont enregistré des résultats impressionnants, mais l’effet est grandement multiplié lorsqu’ils peuvent être empilés les uns sur les autres.
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« Lors de l’utilisation de notre revêtement, beaucoup plus de PCB peuvent être empilés dans le même volume, par rapport aux dissipateurs thermiques conventionnels refroidis par liquide ou par air. Nous avons pu démontrer une augmentation de 740 % de la puissance par unité de volume, déclare l’auteur principal Tarik Gebrael.
L’enquête a confirmé que cette gaine en cuivre conforme convient à la fois aux applications refroidies par air et par eau, bien que des tests supplémentaires soient nécessaires pour vérifier la durabilité de cette solution dans les circuits complexes.