伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员提出了一种方法，将数学设计算法与电化学3D打印相结合，用于制造纯铜冷板。这些直接安装在芯片上的冷板以前所未有的效率散热，将数据中心用于冷却的能耗从目前的30%降低至仅占总能耗的1.1%。随着人工智能和云计算的兴起，预计到2028年，美国数据中心的电力消耗将高达电网总量的12%，因此这项创新至关重要。
微几何结构的增材制造：纯铜与拓扑算法的作用 🔥
这一进展的关键在于拓扑优化，这是一种通过优化冷板翅片几何形状来最大化热传递并最小化冷却液流动所需能量的算法。最终形成的形状复杂、尖锐且带有曲率，无法通过传统的铣削或铸造工艺实现。为了实现这些形状，研究人员采用了电化学3D打印技术，该技术无需高温或支撑结构，即可逐层沉积纯铜。这一工艺能够制造出高表面密度的结构，从而成倍增加热接触面积，解决了现代芯片产生的热量超过空气有效处理能力的瓶颈问题。
迈向由生成式设计驱动的被动冷却？ ❄️
除了直接的节能效果外，这项技术还开启了一种新范式，即散热器的设计不再受制造工艺的限制，而是受物理定律的约束。生成式算法与电化学3D打印的结合表明，在不久的将来，每个芯片都可能配备针对其特定热模式优化的定制冷板。这不仅会降低数据中心的电力消耗，还能在更小的空间内封装更多的计算能力，从而改变服务器架构和半导体微制造技术。
由于电化学3D打印能够实现以前无法制造的冷却几何结构，这项技术在规模化生产用于商用高性能芯片的拓扑优化微通道时，面临哪些实际限制？
(附注：180纳米就像文物：越小，越难用肉眼看清)