加州大学洛杉矶分校魏体伟课题组最新研究 | 多芯片封装的直接片上两相射流冲击冷却：分布式入口-出口喷嘴

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本研究介绍了一种用于多芯片服务器的封装级直接片上两相射流冲击冷却系统，该系统利用R1233zd（E）制冷剂。实验装置包括一个加热器设置，复制了NVIDIA P100芯片。歧管内装有分布式入口-出口喷嘴阵列，依次冷却四个低功耗高带宽存储器（HBM）和高性能逻辑芯片。系统地研究了逻辑芯片和HBM的传热和液压特性。（1）在纯逻辑的情况下，不同流速下的沸腾曲线在两相状态下收敛为一条曲线。在2.5 L/min的流速下，临界热通量（CHF）达到最大值66.4 W/cm²。（2）仅在HBM的情况下，单个HBM的沸腾曲线在两相状态下同样显示出一条独特的曲线。HBM中的CHF仅在最低流速下观察到，耗散的最大通量为45 W/cm2。（3）在所有芯片的同时功耗中，HBM功率对逻辑芯片CHF没有明显影响。在最大HBM功耗下，逻辑芯片的CHF几乎保持不变，为66.4 W/cm²。总的来说，该系统消耗了612.8 W（逻辑芯片为452.8 W，每个HBM为40 W）。热通量对冷却器的压降没有明显影响，其峰值为29.1 kPa（2.5 L/min）。这项工作为受限封装环境中多芯片模块的传热和压力动力学提供了基础见解。这些发现为在多芯片系统中实施有效的两相喷射冷却提供了宝贵的指导。

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