Увеличение мощности и плотности чипов усилило проблему их перегрева, побуждая инженеров искать альтернативные решения к классическим методам охлаждения. Стартап Maxwell Labs вместе с учеными из Sandia National Labs предложил инновационное решение — применение лазеров для целенаправленного отвода тепла с одновременным преобразованием его в электрическую энергию.
Основой данной технологии служат пластины из высокочистого арсенида галлия (GaAs), которые размещаются на самых греющихся участках процессора. Под воздействием лазера с определённой длиной волны эти пластины не нагреваются, а напротив, охлаждаются. Этот удивительный феномен, впервые зафиксированный исследователями Института Нильса Бора в 2012 году, объясняется уникальным взаимодействием фотонов с кристаллической структурой GaAs.
«Микроскопические узоры на поверхности пластин направляют лазерные лучи точно в зоны интенсивного нагрева, создавая локальное охлаждение с высокой степенью эффективности», — объясняют в Maxwell Labs. По заявлениям компании, система не только понижает температуру чипа, но и превращает часть высвобождаемого тепла в электричество посредством повторного излучения фотонов. Это может повысить общую энергоэффективность систем, особенно важных в дата-центрах и высокопроизводительных вычислительных системах.
«Успешное выполнение проекта может не только снизить энергоемкость, но и повысить производительность процессоров до ранее недоступных уровней», — заявил Майк Карпе, соучредитель и руководитель по развитию Maxwell Labs.
Однако внедрение этой технологии сопряжено с заметными вызовами. Производство высокочистого GaAs остаётся крайне сложным и затратным процессом. Также интеграция арсенид-галлиевых компонентов с кремниевыми чипами потребует более продвинутых методов сборки, таких как гибридное склеивание и TSV-соединения. На данный момент метод лазерного охлаждения проверен только в симуляционных моделях, но физические испытания запланированы на осень 2025 года.
Если Maxwell Labs удастся преодолеть эти барьеры, это создаст новые перспективы для проектирования процессоров, где теплоотвод и энергоэффективность больше не будут сдерживающими факторами. Потенциал технологии уже заинтересовал крупные компании полупроводниковой отрасли, однако потребуется не менее трёх лет для реального внедрения.
Источник: iXBT
