IBM演示3D堆叠内部水冷芯片

IBM实验室和柏林弗劳恩霍夫研究院（Fraunhofer Institute）合作，日前向外界展示了一款采用3D堆叠技术，并在芯片内部实现直接水冷散热的原型芯片。该芯片使用3D堆叠技术，将原本水平排列的 半导体电路一层一层的堆叠在芯片封装当中，可大大提高半导体芯片内的晶体管数量，同时可将信号在芯片内的传输距离缩短1000倍，芯片内部传输通道扩展 100倍。

但这样的设计也有缺点，层层堆叠的电路也让发热量迅速提高。试验中的芯片功耗已经接近1000W，而在4平方厘米的面积上，这几乎是散热片导热效率的10倍。因此，科学家不得不思考更加高效的散热方式。

科 学家Brunschwiler和他的团队想到了一种惊人的方式，在芯片内的每层电路之间，安排厚度仅有50微米的“水管”，让液体直接在芯片内 部流过，迅速带走热量。实验证实，这样的设计在4平方厘米的多层芯片中，散热效率可到每层180W/cm2，完全可以满足堆叠芯片的散热要求。为实现这一 设计，研究人员开发出了一种特殊的薄膜焊接技术，可以让水管在电路层之间实现良好的散热接触，同时避免短路。

目前，该团队正在继续优化内部水冷芯片的设计，让它能够在更小的芯片空间内实现，同时适应更多的堆叠层数。