摩尔定律的终结与芯片散热难题

摩尔定律的放缓导致芯片功率密度不断增加，散热成为制约芯片性能和寿命的关键瓶颈。传统的散热方式已无法满足未来高性能芯片的需求，例如即将问世的CFET晶体管。研究人员开发了新的模拟框架来预测新型半导体技术对散热的影响，并探索了包括微流体冷却、喷射冷却和浸没冷却等先进散热技术。此外，系统级解决方案，如动态调整电压和频率，以及热冲刺技术，也在尝试平衡性能和散热。未来，芯片背面功能化技术（CMOS 2.0）例如背面电源网络、背面电容和背面集成稳压器，有望通过降低电压来减少发热，但同时也可能带来新的热问题。最终解决芯片散热问题需要多学科协同努力，系统技术协同优化（STCO）方法将系统、物理设计和工艺技术进行整合，以实现最佳的性能和散热效果。