一系列3D打印的處理器冷卻器是ITF世界會議上最有趣的演講之一，該會議由芯片研究巨頭imec在比利時安特衛普舉辦。這些原型水塊提高了冷卻密集處理器（如CPU和GPU）的能力，比我們今天在最好的CPU散熱器中看到的各種解決方案提高了3.5倍，從而實現了更高的功率密度，并釋放了現代芯片中未開發的性能。這項研究的結果可以為各種芯片帶來根本性的新水冷器。

(資料圖)

利民(Thermalright) AQUA ELITE 360 ARGB 一體式水冷散熱器C12C-S風扇 全金屬扣具ARGB冷頭 支持LGA1700

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將液體直接壓在處理器芯片上的裸片冷卻正在成為處理較新芯片產生的多余熱量的最明顯的步驟之一，而IMEC正在用新技術引領這一方向，以釋放最密集工藝節點的全部性能。隨著每一代新芯片的誕生，這一點變得越來越重要，因為隨著更小的節點，功耗的降低比例越來越小，功耗急劇增加。此外，更小的晶體管使功率密度更高，使冷卻工作更加復雜，最終限制了芯片的性能。

芯片設計師的最終目標是在更小的空間內完成更多的工作。然而，今天的芯片已經受到了功率限制，當芯片運行時，"暗硅 "區域被關閉，以保持在一定的TDP和溫度限制之內。這意味著大多數芯片在正常運行時只使用其部分潛力。此外，這個問題只會隨著每一代芯片的出現而加劇--像AMD的Epyc Genoa這樣的現代CPU的最高功率已經達到了400W，而路線圖則指向未來的600W服務器芯片。

與標準的水冷方法相比，3D打印的原型冷卻器使用一個獨立的水箱，該水箱有一個與芯片散熱器配套的冷板來冷卻處理器，下面相冊中的原型3D打印冷卻器迫使液體直接在裸露的處理器芯片上，從而通過將冷卻劑直接泵到處理器的表面來提高冷卻能力。

3D打印的水塊可以快速制作原型，imec使用3D打印中使用的不同類型的標準聚合物，以確保水塊能夠處理溫度負荷。目前還不清楚人們是否可以在最好的3D打印機上打印這些設計。

3D打印的水塊可以通過幾種不同的方式進行定制，定制的噴嘴陣列（你可以在圖片中看到這些）將液體直接噴射到芯片表面的目標區域，例如直接在個別核心或用于矢量操作的芯片高發熱區域，以提高冷卻能力。

水塊也是定制的，以盡可能消耗最少的空間，目前使用一個O型環來防止液體從水塊周圍滲出。當然，imec正在試驗幾種不同類型的密封機制和不同類型的3D打印材料用于水塊。

幾乎任何介電液體都可以用于這些冷卻器，如處理過的水或制冷劑。自然，即使液體不導電，裸片液體冷卻也需要密封芯片周圍的區域，如PCB上的電容器和其他電子電路。然而，為了使冷卻劑盡可能接近芯片，裸片的頂部沒有任何密封劑。研究人員直接在光滑的芯片表面泵送液體，但其他方法，如在芯片頂部添加條紋，可以釋放出更多的冷卻性能。

由于快速的熱循環和與系統中使用的各種冷卻劑的相互作用，密封劑帶來了長期的可靠性挑戰。盡管如此，imec仍在有條不紊地努力尋找所有材料的正確組合，以確保長期的可靠性。

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