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(標題太長 改了一下標題 連結有專利圖示 原文如下) https://www.coolaler.com/threads/amd-3d.355950/ 隨著半導體製程的升級難度越來越大,進度越來越緩慢,台積電的7nm製程開發成本已經 超過了30億美元,接下來的5nm製程預計要超過50億美元,在平面上想提升晶體管密度這 事情已經變得相當有挑戰性,3D堆疊製程可能是解決這問題的一個好方法,結構簡單的 NAND 已經大面積轉向3D堆疊製程了,HBM 記憶體也是利用3D堆疊製程生產的,但是3D堆 疊製程也不是萬能的,散熱就是3D堆疊製程要面臨的一大難題,層數越多熱量堆積就越嚴 重,AMD 近日申請的一項專利就有可能解決這一問題的。 AMD 這一專利的就是在3D堆疊的邏輯層和儲存層之間插入一片 TEC 熱點效應散熱模組, 也就是半導體製冷器或溫差製冷器,它利用帕爾貼效應,由N 、P型材料組成一對熱電偶 ,當熱電偶通入直流電流後,因直流電通入的方向不同,將在電偶結點處產生吸熱和放熱 現象。 而這個現像是可以根據電流的方向而反轉的,也就是說可以根據傳感器反饋的結果,都可 以利用熱電偶把熱量從較高的那一端轉移到溫度較低的一端,讓熱量分佈更為平均,這一 專利在任何 3D 堆疊生產的晶片上都相當實用,然而這一過程是會產生額外的發熱的,也 會帶來額外的功耗,所以這一專利是否真的有用還得等實際產品出來再說。 -- 致冷片不稀奇,稀奇的是內建致冷片...但能看到實作的一天嗎? XD -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 114.34.50.90 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/PC_Shopping/M.1562042272.A.050.html
electronicyi: 三小 這樣上面會更熱吧 別騙我 07/02 12:41
Bob9154 : 但上面離散熱器比較近啊 就是用電把熱推上去吧 07/02 12:45
c52chungyuny: 幹 豬屎屋去搞製程 怎麼不去吃屎 07/02 12:47
qqq3q : 制冷片製程可以弄到這麼小? 07/02 12:49
b325019 : 把熱導到最上面給散熱器拉走啊 07/02 12:49
commandoEX : 加了製冷片功耗直接翻倍會比較好嗎? 07/02 12:51
friedpig : 製冷片其實還有一個有趣的用法 他反向也會成立 07/02 12:52
friedpig : 也就是能把熱轉電 07/02 12:52
Windcws9Z : 所以可以用熱產電自給自足?!GTX750Ti後繼有人 07/02 12:54
JoyRex : 有一邊冷的話就表示另一邊更熱 07/02 12:57
JoyRex : 反正該冷的地方有冷就好 07/02 12:57
U0C : 無法沈積單晶矽的話邏輯電路做3D沒啥意義 07/02 13:08
AmibaGelos : 降溫省電能彌補冷卻耗電就ok 冷卻$降漏電也許可以 07/02 13:10
kuma660224 : 它可能是分很多小區,有些致冷有些反致冷 07/02 13:13
kuma660224 : 有些區域不動作 07/02 13:13
kuma660224 : 目的只是平衡,避免熱集中在某處 07/02 13:14
c52chungyuny: 現在電路模擬可以加入溫度擴散?? 07/02 13:14
c52chungyuny: 太神啦 07/02 13:15
kuma660224 : CPU與GPU都常有局部負擔過大,其他納涼 07/02 13:15
kuma660224 : 讓熱區降溫不降頻,而低頻冷區增溫也沒差 07/02 13:16
kuma660224 : 不必整顆全面積把熱往單方向熱能排走 07/02 13:17
wahaha99 : TEC在低電流區有很高的COP 如果能做高dtmax 07/02 13:17
wahaha99 : 應該是很有潛力的用法 07/02 13:17
kuma660224 : 對整體功耗影響就很微弱 07/02 13:18
ariadne : 無限接近永動機的永動致冷片?那一定可以大賣 (誤 07/02 13:21
kuma660224 : 單核Boost到C5.2ghz, 其他多核工作輕微時 07/02 13:22
kuma660224 : 應該適合這種局部熱能調度. 07/02 13:22
kuma660224 : 逼其他15-31核位置分擔熱量,讓1某核爆發 07/02 13:23
我覺得很可以XD
henry46277 : 樓上很故意喔 XD 07/02 13:27
tonyselina : 單核Boost到C5.2ghz XDDDD 07/02 13:50
iceyeman : 一核有難 卅核分攤 07/02 13:52
ronald279 : 我覺得這有實用的可能,至少可以把熱從裡面帶出來 07/02 14:06
ronald279 : 。 07/02 14:06
ronald279 : 這種製冷晶片應用,很類似無限能源攪拌杯。 07/02 14:06
※ 編輯: felaray (114.34.50.90 臺灣), 07/02/2019 14:07:47
jim924211 : 可是熱點材料的轉換效率不是很差嗎 07/02 14:15
jim924211 : 阿,熱電材料熱面貼cpu,冷面對外接管灌回cpu? 07/02 14:17
jim924211 : 熱面多少發電來轉小風扇,用小風扇將冷面的風灌回U 07/02 14:17
jim924211 : 這樣雖轉化效率還是不好,但多少能散熱 07/02 14:20
huckerbying : 功耗上升,但是變相的讓TDP下降 07/02 14:30
kira925 : 溫度模擬一直都可以做 07/02 14:38
kira925 : 只是這招真的是請爽的專利 感覺不實際 07/02 14:38
corydoras09 : 效益不大吧,只能改善一點點而已 07/02 14:41
kuma660224 : 他的重點不在整顆散熱 07/02 14:41
kuma660224 : 應該是局部熱點的轉移. 07/02 14:42
kuma660224 : 所以寫...number of...不是全部都動作 07/02 14:44
ATand : 在這麼小面積上幹這些散熱方案都多餘的 07/02 15:09
kuma660224 : 這應該不是散熱方案. 是增熱但轉移熱點 07/02 15:13
kuma660224 : 讓最hot區域不要過熱降頻. 其他地方變熱沒差 07/02 15:13
kuma660224 : 如果未來實作1cycle的AVX512,可能就有用 07/02 15:14
kuma660224 : 不然會自動Down clock的AVX512很難實用 07/02 15:15
kuma660224 : 跟全頻的AVX256相比,沒明顯優勢 07/02 15:15
kuma660224 : 也許可以只讓Vector FPU降溫,其他地方發熱 07/02 15:16
aaaa8444 : 這想法不是直接靠致冷片暴力降溫,而是給予一點額外 07/02 15:30
aaaa8444 : 能量主動進行熱能搬運,防止熱能堆積在層與層之間。 07/02 15:30
aaaa8444 : 有點像散熱膏的作用,但是更加高效。畢竟熱導不出去 07/02 15:30
aaaa8444 : 你倒液氮都無法降溫的。類似的想法我也看過有人提出 07/02 15:30
aaaa8444 : 夾石墨烯在裡面側向導熱。製程也很簡單就看實驗做出 07/02 15:30
aaaa8444 : 來看看有沒有實質用處了。反而就是因為體積小熱量又 07/02 15:30
aaaa8444 : 大,半導體材料導熱率又差。你才必須透過各種非常規 07/02 15:30
aaaa8444 : 手段提高能量搬運效率,才能把熱運到散熱器去。不然 07/02 15:30
aaaa8444 : 你散熱器再豪華熱傳不過來都沒用。就跟intel開蓋換 07/02 15:30
aaaa8444 : 液金一樣。在這個idea裡致冷片就是液金的作用。 07/02 15:30
kuma660224 : 像是有方向性的液金 07/02 15:34
kuma660224 : 理論上它在卡在嵌入記憶體時,也可以逆轉 07/02 15:35
kuma660224 : 而且應該會分區搞優化,不然單核過熱時 07/02 15:36
kuma660224 : 其他十幾核其實沒啥熱讓它搬運 07/02 15:36
friedpig : 都有純當散熱用的TSV了 3DIC就是廢熱慘慘慘 沒辦法 07/02 16:43
jim924211 : 感謝aaa詳解,我還以為要靠這東西暴力解 07/02 17:06
kuma660224 : 白話應該是房間均溫還是熱,但把熱氣移到 07/02 17:28
kuma660224 : 沒有人的房間,有人的降下來... 07/02 17:28
kuma660224 : 3D-IC就是一堆房間的夾層屋 07/02 17:29
kuma660224 : 這技術不把溫度熱量移到外面,只是內部調度 07/02 17:29
kuma660224 : 跟外部散熱器的用途不同 07/02 17:30
kuma660224 : 這技術用下去,外部散熱反而要做更好 07/02 17:31
jim543000 : 可以直接說失敗的主意 導熱之餘還要考慮絕熱問題 07/02 17:37
jim543000 : 根本沒有這麼薄的絕熱材料 二十年前就有人想貼在cpu 07/02 17:38
jim543000 : 上了 07/02 17:38
SPDY : 制冷片只是純粹通電 就夾在CPU外蓋/散熱器之間的話 07/02 18:10
SPDY : 可能會出現 面CPU帶走熱 閒置時太冷 水蒸氣凝結... 07/02 18:10
SPDY : CPU猛發熱時致冷不及又另一面熱上加熱散熱應付不了 07/02 18:10
SPDY : 這個專利要有實際用途 勢必得要適當材料加精細調控 07/02 18:10
aaaa8444 : 樓上兩位搞錯觀念了,這不是單純把致冷片夾在DIE跟 07/02 20:14
aaaa8444 : 鐵蓋中間。跟薄不薄會不會結冰沒關係,這已經是IC 07/02 20:14
aaaa8444 : 的內部微構造了。這是在晶片內部長出大量奈米PN結 07/02 20:14
aaaa8444 : 當作"熱泵"使用,而原理則是跟致冷晶片一樣使用帕 07/02 20:14
aaaa8444 : 爾帖效應,不是真的夾一片致冷片進去。可能液金的 07/02 20:14
aaaa8444 : 比喻讓你們會錯意了,應該說這是奈米等級的單向液 07/02 20:14
aaaa8444 : 金,夾在3D IC電路層之間。你可以想像不同電路中間 07/02 20:14
aaaa8444 : 有一層奈米熱泵。這已經是IC製程的一部分了不是封 07/02 20:14
aaaa8444 : 裝技術。厲害的地方在於可以快速泵走熱量到外部不 07/02 20:14
aaaa8444 : 堆積。缺點則是他並非靠傳統的材料導熱特性被動導 07/02 20:14
aaaa8444 : 熱,而是必須消耗一點能量主動泵熱出去。這確實是一 07/02 20:14
aaaa8444 : 個很新穎原創的idea。傳統的方法都是夾各種導熱層, 07/02 20:14
aaaa8444 : 想盡辦法讓整個晶片勻熱,這則是像階梯一樣一步一步 07/02 20:14
aaaa8444 : 有方向性的把熱泵出來。但缺點就是前述的會產生多餘 07/02 20:14
aaaa8444 : 的熱量。但也要看實驗才知道到底有沒有療效,如果可 07/02 20:15
aaaa8444 : 以只用一點點能量就可以大幅度增加熱傳導效率,這 07/02 20:15
aaaa8444 : 個方法真的可以讓3D IC的出路得到解法。 07/02 20:15
jim924211 : 謝樓上科普 07/02 21:26
scaredreal : 簡單說就是給晶片吹冷氣 但是沒搞好就變成冰箱XXD 07/02 22:46
birdane32 : 這樣算是導熱吧 07/02 22:56
jim543000 : 你可能搞錯意思了 要想導熱的同時絕熱是不可能的 07/03 01:12
jim543000 : 除非你能保證制冷片cop值極高 不然想降溫又讓另一 07/03 01:20
jim543000 : 面不發熱 基本上不可能 07/03 01:20
jim543000 : 另一面發熱就必須做導熱 這又繞回原點了 導熱必須 07/03 01:21
jim543000 : 做絕熱 07/03 01:21
jim543000 : 而根本沒有這種絕熱材料 所以這根本就是廢物發明 07/03 01:21
friedpig : 專利就這樣 很多都申請好玩的 07/03 01:25
felaray : 的確如此 專利只是一種發想 能否實現很難說 07/03 01:44
kuma660224 : 這跟絕熱沒有關係 07/03 07:25
aaaa8444 : 這跟絕熱有什麼關係?從你前面說的二十年前就有人想 07/03 09:13
aaaa8444 : 貼在CPU表面來看,你根本沒搞懂這個想法想達到的目 07/03 09:13
aaaa8444 : 的呀 07/03 09:13
ariadne : 專利想法很好 但是實務在現有奈米材料要有很大突破 07/03 09:19
felaray : 這是一種晶片內部的導熱方法 07/03 09:20
ariadne : 階層泵上去是要疊幾種不同金屬材料? 製程RD會哭死吧 07/03 09:21
aaaa8444 : 只能等實作出來囉,我倒是覺得這配合石墨烯散熱是 07/03 09:55
aaaa8444 : 個不錯的解法,石墨烯特性只在水平方向有高導熱率。 07/03 09:55
aaaa8444 : 直接暴力夾在層中效果不大。如果配合熱泵。則可以 07/03 09:56
aaaa8444 : 提高接觸面的熱傳導效率。再透過石墨烯從側向送到四 07/03 09:56
aaaa8444 : 周的金屬層再送到表面。電路層→致冷片→石墨烯→送 07/03 09:56
aaaa8444 : 到周圍的導熱材料,這樣導熱金屬材料只需要在電路層 07/03 09:56
aaaa8444 : 四周即可不用跟著從Z方向疊上去。實際實行肯定有一 07/03 09:56
aaaa8444 : 堆技術困難要克服,但有想法總比沒想法來得好 07/03 09:56
friedpig : 塞石墨烯 TSV打得過去 認真? 07/03 10:18
jim543000 : 1.導熱材周圍要不要絕熱 不然是要導到旁邊? 07/03 12:17
felaray : 致冷片會有導到旁邊的問題嗎? 沒用過.. 07/03 12:18
jim543000 : 2.如你所說使用石墨烯 有考慮過他的高導電性嗎? 07/03 12:20
jim543000 : 裡面的制冷結構與晶片結合 說不用導熱材我是不信 07/03 12:21
Windcws9Z : 都在chip裡為什麼要絕熱?! 07/03 12:32
huckerbying : 本來就是要把溫度散出去,多加一個絕熱就整個燒起 07/03 13:11
huckerbying : 來了 07/03 13:11
aaaa8444 : 不認真啊就說是個啟發式想法,我只是覺得AMD這個想 07/03 13:12
aaaa8444 : 法很多玩法很棒而已,你想認真討論歡迎研討會切磋, 07/03 13:12
aaaa8444 : 下下個月要去奧地利開會現在付錢還來得及,另外你 07/03 13:12
aaaa8444 : 怎麼會認為有石墨烯就打不過?你是不是被一堆科普 07/03 13:12
aaaa8444 : 文騙了?真的以為一片石墨烯比鋼鐵硬100倍?看你是 07/03 13:12
aaaa8444 : 要先穿孔還是雷射去打還是避開甚至電漿去刻,現有 07/03 13:13
aaaa8444 : 方法明明一堆。石墨烯高導電性,晶片裡用的高導電 07/03 13:13
aaaa8444 : 性材質還少嗎?現有解決方法也是不少,看你要鍍陶 07/03 13:13
aaaa8444 : 瓷還是玻璃還是其他氧化絕緣層都是現有的技術。每 07/03 13:13
aaaa8444 : 次在網路上看到科技文燃起興致想要討論,總會有將達 07/03 13:13
aaaa8444 : 克效應發揮到極致的人出來酸。任何議題都可以超級篤 07/03 13:13
aaaa8444 : 定就可以下結論,至少我從來沒看過任何學者能像這 07/03 13:13
aaaa8444 : 樣超肯定的下結論。共同特點就是只會抱著一個專有名 07/03 13:13
aaaa8444 : 詞加上質疑句,例如:XX 認真? OO 可能? ZZ你說? 07/03 13:13
aaaa8444 : 。卻組織不出有邏輯的句子。一個一直絕熱絕熱是要 07/03 13:13
aaaa8444 : 絕在哪說不出來,一下絕熱一下導熱能不能同一一下 07/03 13:13
aaaa8444 : 說法。一個一直TSV TSV 哪裡via不過去也說不出來。 07/03 13:13
aaaa8444 : 想要反駁就大方提出來討論看看要怎麼解決,在那邊 07/03 13:13
aaaa8444 : 扭扭捏捏像個女孩丟個名詞就不繼續講。難怪身邊的同 07/03 13:13
aaaa8444 : 學一畢業就直接衝到科技廠攥錢,只剩寥寥幾人為了 07/03 13:13
aaaa8444 : 興趣繼續深造。 07/03 13:13
aaaa8444 : 明明真正的難題是怎麼把性質迥異的材料結合在一起, 07/03 13:26
aaaa8444 : 有種人家已經在討論怎樣才能讓飛機飛更快,你還在 07/03 13:26
aaaa8444 : 質疑天上的飛機是假的的既視感。 07/03 13:26
jim924211 : 可以問一下樓上的職業嗎,感覺猛猛的 07/03 14:05
felaray : 其實我覺得 @aaaa8444 大大已經可以發篇文章討論了 07/03 14:42
felaray : 在推文下面回有點辛苦XD 07/03 14:42
kuma660224 : 申請專利不一定要能成功商業化,但必需 07/03 15:30
kuma660224 : 有可行性,才能通過審查. 07/03 15:30
kuma660224 : 他能通過,也就代表原理說得通 07/03 15:32
kuma660224 : 要質疑也該從其他成本效益面去著手才對 07/03 15:32
jim543000 : 一個頂天cop0.6的熱泵 沒絕熱旁邊的結構是欠熱處理 07/03 17:57
jim543000 : 喔 07/03 17:57
jim543000 : 論點就給你了 還是聽不懂 裝有學問?奧地利勒 07/03 18:00
jim543000 : 陶瓷玻璃絕緣?我跟你說啦 現在都是用dpn處理絕緣層 07/03 18:03
jim543000 : 從現有技術上不可能啦 除非開發新材料 等你囉要到 07/03 18:04
jim543000 : 奧地利開會的天才 07/03 18:04
jim543000 : 聽到什麼雷射電漿就知道是關研究室的 業界去聽看看 07/03 18:06
jim543000 : 誰在用電漿雷射刻啦XD 07/03 18:06
jim543000 : 還以為是一片鐵板給你玩喔 打臉打到這 懶得打了 07/03 18:06
jim543000 : 你可以把你的論點給認識的rd看 看他會不會笑出來 07/03 18:07
hmcedamon : 看來讓電表倒轉的U真的早晚的事 07/03 18:27