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IBM will hochkomplexe Prozessoren mit Wasser kühlen

05.06.2008 | 14:06 Uhr |

Die dritte Dimension wurde bei der Herstellung von Chips bislang wenig genutzt, weil die Abfuhr der erzeugten Wärme sehr problematisch war. Könnte Wasserkühlung die Lösung sein?

Halbleiter-Chips mit mehreren Shichten übereinander (gestapelte oder 3D-Chips) zählen zu den vielversprechendsten Konzepten zur Leistungssteigerung. Nur war deren Kühlung schon immer ein großes Problem. Wissenschaftler im Forschungslabor der IBM in Zürich haben gemeinsam mit Fraunhofer-Forschern in Berlin eine mögliche Lösung dieses Problems gefunden: Zwischen zwei heißen Rechenschichten eines Chips haben sie eine Kühlschicht platziert, in denen durch haarfeine Leitungen Wasser fließt.

Die Kühlschicht ist dabei nur rund 100 Mikron (tausendstel Millimeter) dick und wird von rund 10.000 vertikalen Drähtchen ("Vias") durchbohrt, die die Halbleiter darunter und darüber miteinander verbinden. Die Vias von einer "Siliziummauer" und einer Schicht Siliziumoxid umgeben, damit das Kühlwasser keine Kurzschlüsse verursachen kann.

Laut Thomas Brunschwiler, Projektleiter im Zurich Research Laboratory der IBM, arbeitet das Team bereits daran, Kühlsysteme für noch kleinere Chip-Strukturen zu entwickeln und besonders heiße Punkte in den "Stacked"-Halbleitern gezielter herunterzukühlen. Neben Wasser wurden auch andere Kühlflüssigkeiten probiert. Letztlich sei man aber bei Wasser geblieben, weil es am leichtesten fließe und keine Umweltprobleme mit sich bringe.

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