Nieuw thermo-elektrisch materiaal kan heatsinks vervangen

Onderzoek aan de Michigan State University heeft een nieuw thermo-elektrisch materiaal opgeleverd waarmee de temperatuur van IC's met 200 graden Celcius verlaagd kan worden, terwijl de kloksnelheid tegelijkertijd kan verdubbelen. De techniek zou een ideale vervanger van de huidige heatsink+fan combo's kunnen zijn (thanks tomson voor de tip):

A new thermoelectric material that becomes cool when conducting electricity promises to replace heat sinks and fans in electronic equipment. For a 20 percent premium in manufacturing chips, the patented material may increase their speed 100 percent by dropping a circuit's internal temperature as much as 200°C below current operating temperatures, its inventor says.

"Today people use bismuth and tellurium alloys to make thermoelectric materials that can drive temperatures down 50°K below the ambient, but by adding cesium we can drive the temperature down from 60° to 100° or even 200°," said professor Mercouri Kanatzidis, the material's inventor here at Michigan State University. Tests of p-n junctions made with the new material showed a maximum thermoelectric performance at 225°K.

[...] As for cooling chips and electronic equipment, Kanatzidis believes his material can be sandwiched with traditional bismuth-tellurium alloys to provide continuous cooling capability from ambient temperatures down to 200°K below normal operating temperature.

Check dit artikel van EETimes voor meer info.

Reacties (28)

[Hillie]

Maak je niet druk jongens, dat kan toch nog niet. Die schakelingen in die chip hebben bep. setup en hold tijden. Dwz tijden dat het ingangssignaal voor en na de klokflank stabiel moet zijn. Bij 2GHz kan de temp van die processor wel laag genoeg zijn, maar dan zijn de setup en holdtijden niet meer te handhaven, waardoor het zooitje allerlei ongedefinieerd gedrag gaat vertonen. Maar dat gaat zich allemaal wel de goeie kant op ontwikkelen hoor

[Verwijderd]

LEZEN jullie niet goed ofzo ???

=> by adding cesium we can drive the temperature down from 60° to 100° or even 200°

CESIUM is dat niet radioactief ???

Leuk, m'n peecee geeft licht als ik overklok !!!

[Verwijderd]

Weet iemand wat een gewone peltier aan energie vreet ? Dan kun je ongeveer bepalen wat dit nieuwe product nodig heeft.
Waarschijnlijk zijn ventilators toch zuiniger, tenminste, als je de zelfde temperatuursdaling voor ogen hebt.
Het idee van een geruisloze computer (om de HD enz. na dan) staat me wel aan eigenlijk

Boozy.

[Verwijderd]

°C = °K alleen ligt het nulpunt bij °C toevallig 273.

graden hoger. en er staat :

can drive temperatures down 50°K below the ambient, but by adding cesium we can drive the temperature down from 60° to 100° or even 200°,"

Dus below ambient: (=omgevingstemeratuur) ze hebben het over een temperatuurs verschil en niet over een absolute temperatuur in °K of °C.

[Verwijderd]

Even een samenvattinkje

cesium is alleen zwaar radioactief bij bepaalde zgn. isotopen, er zijn misschien wel 6 verschillende cesiummen

graden c = graden k, dus 200 graden c omlaag is hetzelfde als 200 graden k omlaag

natrium is explosief als het in contact komt met water

het gaat geen extra stroom verbruiken want de stof zal volgens de prog gemengt worden met de standaard stoffen die voor heatsinks en fans gebruikt worden

zo tevereden??
oke dan

[Verwijderd]

Heej maar dat houdt wel in dat overclocken haast VERPLICHT wordt! Want als je dat niet doet kan je je peecee geeneens aanraken!!!

[Verwijderd]

Dit gaat inderdaad meer stroom vreten, en het is de bedoeling dat het de heatsink en dan gaat vervangen.
De behuizing van de chip wordt namelijk van dit materiaal gemaakt. Geen gezeik meer met flipchip design en lappen van processoren.
Blijft alleen de vraag waar we de de energie( meestal warmte) die vrijkomt bij de temperatuur daling heen gaan transporten .....

Want het is theoretisch zo dat bij afkoeling energie vrijkomt. In tegenstelling tot wat The Wizard zegt, komt dus er een enorme hoeveelhedi energie vrij bij het afkoelingsproces.

Dit is de theorie achter de cryotech fase-changers: je voert een vloeistof (ammoniak is erg geschikt) onder een dermate lage druk door een buizenstelsel dat het verdampt. Zoals we allemaal geleerd hebben bij scheikunde, of theewater opzetten, is voor verdamping energie in de vorm van warmte nodig. Deze warmte wordt uit het materiaal rond het buizenstelsel ontrokken, waardoor de temperatuur van dat materiaal enorm daalt.
Dit zorgt voor een enorm koude processor, of voor het ijs op een kunstijsbaan.
Enige probleem blijft dat voor het opwekken van de onderdruk een dermate grote hoeveelheid energie nodig is dat het netto energieresultaat vrijwel nul is.

[The Wizard]

Ja, bij het afkoelingsproces komt energie vrij, dat is zo, maar om het afkoelingsproces in gang te zetten is (veel) energie nodig d.m.v. beschreven methode of een ander soort techniek. Dit vereist vermoedelijk een andere voeding en kast.

En als je de processor rond de -80 graden Celcius krijgt, wat doe je dan met de evt. ijsvorming? Als je de computer uitzet krijg je wel een plasje water onderin de kast

Dus eigenlijk heeft deze techniek weinig voordelen t.o.v. bijv. een cryotech systeem.

Klinkt negatief, maar ik probeer een beetje realistisch te denken..

[Verwijderd]

Volgens mij zal er geen sprake zijn van ijspegels in je bak of meer van dat soort dingen. Dit is alleen een manier om beter warmte af te voeren die gegenereerd wordt door verhoging van de kloksnelheid. In de inleiding staat het ook beetje vreemd:

"waarmee de temperatuur van IC's met 200 graden Celcius verlaagd kan worden, TERWIJL de kloksnelheid tegelijkertijd kan verdubbelen"

Dat moet natuurlijk zijn WAARDOOR de kloksnelheidkan verdubbelen

Verder reageert Cesium (niet radioactief) wel degelijk heftig met water, zelfs nog meer dan Natrium. Er zal echter geen gevaar zijn voor reactie met eventuele condens omdat dat Cesium verwerkt zit als zogenaamde vervuiler in het halfgeleidermateriaal.

[PaulLangemeijer]

als ik het goed begrijp is dit een nieuw materiaal wat in een chip gebruikt wordt om gedeeltes koel te houden (chip fabrikanten weten zelf wel waar de meeste warmte onstaat) om zo de performance te verhogen (lijkt me goed plan). Het lijkt me logisch dat als gevolg hiervan de buitenkant extra warm wordt (condensatie is dus geen probleem).
Het materiaal kan dan in plaats van een heatsink gebruikt worden met als resultaat een lekker koele chip met een tering hete buitenkant (temperatuursverschil tussen lucht en chip is groter, dus hij kan inderdaad met een kleiner oppervlak toch zijn warmte kwijt), maar logischer lijkt me het gebuik in combinatie met een heatsink, waardoor de buitenkant toch nog redelijk koel blijft en de binnenkant teringkoel. wat kost nou zo'n heatsinkje ????