Изследователи от Института за изследване на металите на Китайската академия на науките, ръководени от професор Song Hongwu, са разработили нова технология за производство на топлинни тръби, базирана на електрохимичен 3D печат, който адресира критично тясно място при високоефективно охлаждане на чипове. Пробивът позволява производството на омега-образни микро топлинни тръби с градиентни порести фитилни структури, които преди това бяха невъзможни за производство, удвоявайки капацитета за разсейване на топлината в сравнение с традиционните топлинни тръби с набраздени канали, като същевременно постига капилярна сила, удвоена от тази на конвенционалните синтеровани медни фитили на прах.
Формата на канала Omega, наподобяваща гръцката буква Ω, отдавна е идентифицирана като идеалното напречно сечение за топлинни тръби от следващо поколение. Неговата извита структура генерира по-силно капилярно засмукване, формата Ω увеличава вътрешната повърхност и позволява перфектно разделяне на течност-пари, теоретично постигайки топлопроводимост 1000 пъти по-голяма от тази на чистата мед. Обаче тясната вътрешна кухина на Ω-каналите направи невъзможно формирането на градиентни порести фитилни структури с помощта на традиционно синтероване на прах или механична обработка, проблем, който разочароваше индустрията от години.
Екипът потапя Ω медни тръби в разтвор на медна сол, използвайки галванопластика, за да отгледа медни атоми слой по слой, прецизно контролирайки тока и времето, за да образува непрекъсната градиентна структура на порите от нанометри в основата до микрометри в горната част. Процесът наподобява отглеждане на коралов риф, с нанопори, генериращи капилярно засмукване, и микропори, намаляващи съпротивлението на потока.
Полученият градиентен фитил постига капилярно засмукване двойно по-голямо от това на традиционните синтеровани структури на меден прах, което означава, че скоростта на връщане на течността се удвоява и рискът от изгаряне на сухо е драстично намален. Топлинните тръби, оборудвани с новия фитил, постигат капацитет на разсейване на топлината с една тръба, двойно по-голям от този на традиционните тръби с прав канал. Процесът елиминира напълно вторичното сглобяване, завършвайки градиентния фитил и интегрирането на Ω-канала в една стъпка, решавайки проблемите със структурното несъответствие и термичното съпротивление на повърхността, присъщи на традиционните процеси на синтероване или запълване. Jiangxi Naile Copper Industry Co. си партнира в индустриалното сътрудничество.
Пробивът е насочен към топлинната криза в изчисленията с ИИ. С нарастващите изисквания за мощност на графичния процесор и свиването на размерите на пакетите, топлинната тръба с Ω-канал с градиентен фитил предлага път към 300 kW плюс термично управление на ниво стелаж, използвайки съществуваща производствена инфраструктура, отваряйки ново пространство за проектиране, тъй като плътността на изчисленията на AI нараства безмилостно.