รายงานจาก TechSpot ระบุว่า ความหนาแน่นของพลังงานและความร้อนที่เพิ่มขึ้น กำลังเป็นภัยคุกคามต่ออนาคตของเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง โดยปัญหานี้เกิดจาก การสิ้นสุดของ Dennard scaling ซึ่งเคยช่วยให้สามารถลดแรงดันไฟฟ้าพร้อมกับการเพิ่มจำนวนทรานซิสเตอร์ ✅ ความหนาแน่นของพลังงานที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดวิกฤตความร้อนในชิปยุคใหม่ - อุณหภูมิที่สูงขึ้นส่งผลต่อ ประสิทธิภาพและการใช้พลังงานของชิป - ความร้อนที่มากเกินไปสามารถ ชะลอการส่งสัญญาณ, ลดประสิทธิภาพ และเพิ่มการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้า ✅ การสิ้นสุดของ Dennard scaling ทำให้แรงดันไฟฟ้าไม่สามารถลดลงได้อีก - ก่อนปี 2000 วิศวกรสามารถ ลดแรงดันไฟฟ้าพร้อมกับการเพิ่มจำนวนทรานซิสเตอร์ - แต่ในปัจจุบัน แรงดันไฟฟ้าไม่สามารถลดลงได้อีก ทำให้พลังงานที่ใช้ต่อพื้นที่เพิ่มขึ้น ✅ เทคโนโลยีใหม่ เช่น CFETs อาจทำให้ปัญหาความร้อนรุนแรงขึ้น - CFETs (Complementary Field-Effect Transistors) เพิ่มความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์โดยการซ้อนกัน - การจำลองแสดงให้เห็นว่า CFETs อาจเพิ่มอุณหภูมิของชิปขึ้น 9°C ✅ นักวิจัยกำลังพัฒนาแนวทางใหม่ในการจัดการความร้อน - Microfluidic cooling: ใช้ของเหลวไหลผ่านช่องทางระดับไมโครภายในชิป - Jet impingement: ใช้กระแสของเหลวความเร็วสูงเพื่อระบายความร้อน - Immersion cooling: จุ่มบอร์ดทั้งหมดลงในของเหลวที่นำความร้อนได้ดี ✅ แนวทางใหม่ในการจัดการพลังงานของชิป - Backside power delivery network (BSPDN): ย้ายเครือข่ายจ่ายไฟไปด้านหลังของชิปเพื่อลดความต้านทานไฟฟ้า - BSPDN อาจช่วยลดแรงดันไฟฟ้า แต่ อาจเพิ่มอุณหภูมิของชิปขึ้น 14°C ℹ️ ผลกระทบต่ออุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ - หากปัญหาความร้อนยังคงเพิ่มขึ้น อาจทำให้ การพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์ต้องชะลอตัว ℹ️ ความท้าทายในการใช้เทคโนโลยีระบายความร้อนใหม่ - เทคโนโลยีเช่น microfluidic cooling และ immersion cooling อาจมีต้นทุนสูงและต้องปรับโครงสร้างพื้นฐาน ℹ️ แนวโน้มของการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์ในอนาคต - หาก BSPDN ได้รับการพัฒนาเพิ่มเติม อาจช่วยให้ ชิปสามารถทำงานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำลงและลดความร้อน https://www.techspot.com/news/107585-rising-power-density-heat-threaten-future-advanced-semiconductors.html