研究人员开发可有效管理晶体管产生的大量热通量的电子设备

控制电子产品中产生的热量是一个巨大的问题，尤其是在不断缩小尺寸和在同一芯片中封装尽可能多的晶体管的情况下。问题是如何才能有效地管理如此高的热通量。通常，电子技术（由电气工程师设计）和冷却系统（由机械工程师设计）是各自独立完成的。但现在，EPFL的研究人员通过将这两个设计步骤结合在一起，悄然革新了整个过程。他们开发了一种集成的微流体冷却技术，以及能够有效管理晶体管产生的大量热通量的电子设备。他们的研究成果发表在《自然》杂志上，这将使电子设备更加紧凑，并使电力转换器与几个高压设备集成到一个芯片中成为可能。

两全其美

Elison Matioli教授在这个ERC-funded项目，他的博士生Remco Van Erp、工程学院和他们的团队的力量和Wide-band-gap电子研究实验室（POWERLAB），在设计电子设备中通过构思电子设备和冷却电子设备来实现。从一开始，该小组试图在设备中加热最频繁的区域来提取热量。Van Erp说：“我们希望结合电气和机械工程方面的技能，以制造出一种新型设备。”

这个团队想要解决如何冷却电子设备，尤其是晶体管的问题。Elison Matioli说：“管理这些设备产生的热量是电子学发展的最大挑战之一。”“将对环境的影响降到最低变得越来越重要，所以我们需要创新的冷却技术，以可持续和经济的方式有效地处理产生的大量热量

我们将微流体通道放置在离晶体管热点非常近的位置，采用直接而集成的制造工艺，这样我们就可以将热量精确地提取到正确的位置，并防止它在整个设备中扩散。EPFL）信用：2020

微流体通道和热点

他们的技术是基于集成半导体芯片内的微流体通道和电子元件，因此冷却液体在电子芯片内流动。Matioli说：“我们将微流体通道放置在离晶体管热点非常近的位置，采用简单而集成的制造工艺，这样我们就可以将热量精确地提取到正确的位置，并防止它在整个设备中扩散。”他们使用的冷却液是去离子水，因为它不导电。Van Erp说：“虽然我们选择这种液体进行实验，但我们已经在测试其他更有效的液体，这样我们就可以从晶体管中提取更多的热量。”

减少能源消耗

Matioli说：“这种冷却技术将使我们的电子设备更加小巧，并能在世界范围内显著降低能源消耗。”“我们已经消除了对大型外部散热片的需求，并向人们展示了在单个芯片中创建超紧凑的功率转换器是可能的。”随着社会越来越依赖电子产品，这将被证明是有用的。”研究人员目前正在研究如何在其他设备中管理热量，如激光和通信系统。
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