Kutarisira Kupisa Kwemadhaimani: Kiyi Yekugadzirisa Matambudziko Ekupisa KweAI Chip

Dambudziko Rakavanzika muAI Computing

Muna 2026, kombiyuta yeAI haichaganhurirwa nesimba rekugadzirisa chete. Dambudziko guru nderekuti kupisa.

MaGPU emazuva ano anoshanda zvakanyanya anogona kudarika 2000W pa chip imwe neimwe, ukuwo huwandu hwekupisa huchikwira pamusoro 1000 W/cm²Padanho iri, nzira dzechinyakare dzekutonhodza dzakadai semasinki ekupisa emhangura, zvivakwa zvearuminiyamu, uye kutonhodza kwemvura zviri kusvika pamiganhu yazvo chaiyo.

Nekuda kweizvozvo, manejimendi yekupisa yave imwe yematambudziko akanyanya kukosha mumidziyo yeAI yechizvarwa chinotevera.

Izvi zviri kukurudzira kufarira kwakasimba kweindasitiri muzvinhu zvitsva: dhaimani.

Sei Dhaimani?

Dhaimani haisi chinhu chakanyanya kuzivikanwa chete, asiwo chimwe chezvinhu zvakanakisisa zvinofambisa kupisa.

Kufambisa kwayo kupisa kunosvika 2000–2600 W/(m·K):

• ~5× yakakwira kupfuura mhangura
• ~10× yakakwira kupfuura aruminiyamu
• ~13× yakakwira kupfuura silicon

Kupisa kuri mudhaimani kunopfuudzwa zvakanyanya kuburikidza ne mafoneni (kuzunguza kwepachivande), inogoneswa nechimiro chayo chakasimba che sp³ covalent.

Pamusoro pekukwira kwekupisa kwakanyanya, dhaimani inopawo mabhenefiti matatu akakosha:

• Kuwedzera kwekupisa kushoma→ inoenderana neSi, SiC, uye GaN
• Kudzivirira magetsi→ inodzivirira kukanganiswa kwezviratidzo
• Kugadzikana kwakanyanya→ yakavimbika mumamiriro ezvinhu akaoma

Kusanganiswa uku kunoita kuti dhaimani ive yakakodzera kushandiswa kwepamusoro-soro kwe semiconductor thermal management.

Nei Kutarisira Kupisa Kuchikosha

Kushanda kwekupisa kunokanganisa zvakananga kuvimbika kwemachipisi.

Ruzivo rweindasitiri runoratidza:

• Zvese Kuwedzera kwe1°Czvinogona kuderedza kuvimbika kwe 5% 
• Njodzi huru yekukundikana inoitika pamusoro apa 70–80°C
• Kupera 50% yekukundikana kwemagetsizvine chekuita nekupisa zvakanyanya

Kazhinji, kuvandudza mashandiro ekutonhodza kwakakosha kupfuura kuwedzera simba remakombiyuta pacharo.

Ndosaka mhinduro dzemadhaimani dzekupisa dzatove dzichishandiswa mu masisitimu emuchadenga, ekudzivirira, uye esathelaiti, uko kuvimbika kwakakosha.

Matekinoroji Matatu Ekupisa Kwemadhaimani Makuru

1. Madhaimondi/Makompositi emhangura (Chikamu Chekugadzirwa Kwakawanda)

Iyi ndiyo mhinduro inonyanya kutengeswa parizvino.

Zvidimbu zvedhaimani zvinoiswa mumhangura kana aruminiyamu kuti zvigadzire zvinhu zvinoshanda zvakanyanya.

Kushanda:

• Kufambisa kwekupisa: 500–1000 W/(m·K)

Mashandisirwo:

• Mamodule emagetsi emagetsi
• Masisitimu esimba reseva
• Ma LED ane simba guru

Nzira iyi iri kutungamira kushandiswa kwemaindasitiri makuru nekukurumidza nekuda kwekuenzanisa kwayo mutengo nekushanda kwayo.

2. CVD Diamond Heat Spreaders (Mhinduro yeAI yepamusoro-soro)

Dhaimani yeCVD (Chemical Vapor Deposition) inopa simba repamusoro rekupisa.

Kushanda:

• Kusvika pa 2200 W/(m·K)(dhaimani rekristaro rimwe chete)

Zvinhu zvikuru:

• Kuchena kwakanyanya
• Kugona kukuru kuparadzira kupisa
• Inoenderana nepamusoro semiconductor packaging

Mashandisirwo:

• MaAI GPU nemachipisi eHPC
• Midziyo yeRF neGaN
• Kurongedza kwe semiconductor yepamusoro

Muna 2026, Mitsetse yekugadzira dhiraivha yekupisa yeCVD yedhaimani ine 8-inchyakapinda mukugadzirwa kwemaindasitiri, zvichiratidza danho guru rekutengeserana.

3. Kubatanidzwa kweMadhaimani eChip-Level (Nzira Yeramangwana)

Chinangwa chenguva refu ndechekubatanidza madhaimani zvakananga mumachipisi kuburikidza nenzira dzekukura kana dzekubatanidza.

Izvi zvinobvisa kuramba kwechimiro chekupisa uye zvinogonesa kubvisa kupisa zvakananga kubva pakati pechip.

Zvisinei, matambudziko achiripo:

• Kusawirirana kwezvinhu nesilicon neGaN
• Maitiro akaomarara ekugadzira
• Mutengo wepamusoro wekugadzira

Pasinei neizvi, tsvakiridzo yekutanga yakatoratidza kudzikiswa kwekushisa kweanopfuura 20°C, zvichiratidza kugona kwakasimba.

Kuwedzera Mapurogiramu

Nzvimbo dzeAI neData

Machipisi eAI anogadzira kupisa kwakanyanya. Zvinhu zvinopisa zvedhaimani zvinogona kuderedza zvakanyanya kupisa kwekushanda uye kuvandudza kugadzikana kwesystem.

Mota dzeMagetsi

Mamodule emagetsi (SiC neIGBT) mumaEV anoda kupiswa kwekupisa zvinobudirira. Madhaimani akagadzirwa ari kuyedzwa zvakanyanya muma inverter systems.

Midziyo ye5G neRF

Zvikamu zveGaN zvine simba guru muzviteshi zvepasi zvinobatsira kubva kumadhaimani kuti zvivandudze kudzora kupisa.

Ndege neMasateraiti

Dhaimani yatove ichishandiswa muzvinhu zvemuchadenga nekuda kwekuvimbika kwayo kusingaenzaniswi mumamiriro ezvinhu akaoma.

Matambudziko uye Zvipingamupinyi zveMari

Pasinei nemabhenefiti akasimba ekushanda, tekinoroji yekupisa kwedhaimani ichiri kutarisana nematambudziko:

• Mutengo wakakwira(parizvino mhinduro dzemhangura dzine 10–20×)
• Kugadzirisa kwakaomarara(kuchekwa nelaser uye micromachining zvinodiwa)
• Kuoma kwekuwedzerayekugadzira yunifomu munzvimbo huru

Zvisinei, mitengo iri kuderera nekuda kwe:

• Kuwanikwa kwemidziyo yeCVD
• Kubudirira kwekuisa zvinhu zvakanaka
• Kuwedzera kukura kwekugadzirwa
• Kudzora maitiro kwakagadziriswa neAI