On-Chip-Kühlung verspricht zehnfach bessere Kühleffizienz und kleineren Formfaktor

Hochleistungs-CPUs und spezialisierte Chips etwa für KI, Luft- und Raumfahrt oder Elektroautos erzeugen viel Wärme, dürfen aber nicht viel Platz aufwenden. Das Startup Jetcool Technologies verspricht Abhilfe: Seine mikrokonvenktive Kühlung soll die zehnfache Effizienz aktueller Kühlungsmethoden besitzen.

Anbieter zum Thema

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Panasonic Industry Europe GmbH

Eurocircuits GmbH

Das aus einem MIT-Spinoff hervorgegangene Start-Up Jetcool Technologies hat auf dem diesjährigen IEEE International Microwave Symposium (IMS) in Boston ein neuartiges Kühlungskonzept für Mikroelektronik vorgestellt. Die Technologie des Unternehmens – die so genannte mikrokonvektive Kühlung – verwendet kleine Fluiddüsen, die direkt in einem elektronischen Gerät eingebaut werden können.

Mikrodüsen sorgen für zehnmal höhere Kühlungseffizienz

Bei Jetcool handelt es sich um eine Ausgründung aus dem MIT. Das Unternehmen bezeichnet seine Technologie als eine „zum Patent angemeldete Variante der Mikrojetkühlung“, bei der kleine Düsen aus Hochgeschwindigkeitsfluid zur Kühlung eines Geräts verwendet werden. um einen Kühlmittelstrahl zu bilden. Dieser Mikrostrahl von weniger als einem Millimeter Durchmesser trifft direkt auf die zu kühlende Oberfläche.

Der Impuls des Strahls unterdrückt die thermische Grenzschicht und erzeugt sehr hohe Wärmeübertragungskoeffizienten in der Aufprallzone. Der Mikrostrahl kann somit direkt auf die Stelle gerichtet werden, an der die Wärme entsteht. Der typische Lagenaufbau eines Chips und die damit verbundenen Wärmewiderstände werde so umgangen. Dies senke den Gesamtwärmewiderstand des Systems und biete Wärmetechnikern eine bessere, kleinere und leichtere Lösung.

Laut Jetcool-CEO Bernie Malouin erziele man mit der mikrokonvektiven Kühlung eine zehnmal bessere Effizienz als mit anderen modernen Kühlungstechnologien. Das Startup verspricht darüber hinaus auch Größen- und Gewichtsreduzierungen entsprechender Packages um den Faktor 10.

Diese Technologie dürfte insbesondere für Hochleistungs-Rechenzentren, Luft- und Raumfahrindustrie sowie den Markt für Elektromobilität interessieren. Besonders profitieren dürften demnach Bauteile wie Leistungsverstärker (Power Amplifiers), HF-Komponenten, Wechselrichter und Infotainment-Konsolen. Die Technologie sei aber auch auf drahtlose Anwendungen wie optische Netzwerke und 5G-Sender ausgerichtet.

Die Technologie ist auch für Enterprise-Rechenzentren interessant, die zunehmend von Grafikprozessoren - oft in Verbindung mit CPUs - sowie von neu entstehenden KI-Chips und ASICs angetrieben werden. Ddurch zunehmende Cloud-Anbindung und Auslagerung von Anwendungen in Rechenzentren haben diese deutlich höhere Workloads zu bewältigen als in der Vergangenheit. Teilweise ist von einer Verdoppelung oder gar Verdreifachung der bisherigen Leistungsdichte die Rede. Dies stellt entsprechend hohe Anforderungen daran, wie die entstehende Abwärme bewältigt wird.

Auf dem IEEE IMS wurde Jetcool für seine Technologie zum „Next Top Startup“ gekürt. Das Unternehmen gewann auch den Publikumspreis für das beste Startup-Unternehmen für neue Technologien.

Heatpipes kühlen nicht

Thermoelektrische Funktion auf Mikrostrukturebene

Wärmeleitkörper

Small-Form-Factor-Elektronik lüfterlos kühlen

(ID:46014896)