Plus c'est petit, plus ça chauffe: les hautes températures sont l'un des ennemis intimes de l'électronique moderne et constituent l'un des facteurs les plus limitatifs pour une augmentation de la puissance de nos appareils et processeurs, ou leur plus grande miniaturisation, ou les deux à la fois.
Le domaine du refroidissement de ces petites puces surpuissantes vient pourtant de peut-être faire un bond de géant. Publiant ses résultats dans Nature Electronics, une équipe de scientifiques de l'université de l’Illinois à Urbana-Champaign et de l'université de Californie à Berkeley pense avoir trouvé une solution pour faire passer 740% de courant en plus dans une même unité –et ce, bien sûr, sans la transformer en grille-pain.
Comme l'indique le communiqué de presse accompagnant la parution de l'article et comme le reprend Interesting Engineering, qui s'est fait le relais de ces trouvailles, les progrès dans le domaine du refroidissement de l'électronique se heurtent à trois problèmes principaux.
Le premier est le prix des matériaux des solutions les plus à la pointe dans les recherches et le secteur. «Cela peut être cher et difficile à produire en quantité», explique l'auteur principal de l'article de Nature, Tarek Gebrael, en faisant notamment référence à des solutions basées sur le coûteux diamant.
En outre, Tarek Gebrael note que les dissipateurs thermiques actuels sont généralement placés au-dessus du circuit ou du processeur qu'ils ont la charge de refroidir. Or, «dans de nombreux cas, la majorité de la chaleur est générée sous le dispositif électronique»: on peut donc logiquement faire beaucoup mieux.
Enfin –les bricoleurs connaissent bien le problème–, ces radiateurs et dissipateurs ne peuvent être directement placés sur le bidule électronique: une pâte thermique doit être utilisée pour faire la liaison entre les deux et, malgré les progrès effectués, celle-ci ne permet pas d'atteindre les performances les plus optimales.
Ça chauffe
Leur solution? Comme l'explique New Atlas, schémas à l'appui, elle repose essentiellement sur de fines couches de parylène, ainsi que de bon vieux cuivre, une matière peu dispendieuse et dont le maniement est déjà bien maîtrisé par l'industrie.
Contrairement à ce qui se fait traditionnellement, l'ensemble du circuit à refroidir (dessus, dessous, côtés) est recouvert de ce petit manteau, qui ne nécessite aucune pâte ni intermédiaire.
Le circuit et son système de refroidissement ne font donc qu'un, permettant le fonctionnement optimal d'un ensemble dont la taille est fortement réduite.
Et si l'équipe jure que les résultats sont déjà impressionnants avec un seul circuit, elle note surtout la possibilité de démultiplier l'efficacité de son système en les empilant.
«Vous pouvez empiler bien plus de circuits imprimés dans le même volume quand vous utilisez notre revêtement, par rapport à ce qui est possible avec un refroidissement par air ou par eau traditionnel. [...] Nous avons ainsi pu atteindre une augmentation de 740% de la puissance par unité.»
7,4 fois plus de puissance dans un même circuit, c'est un véritable bond de géant. Reste à voir comment cela pourrait se traduire en pratique, sur des chaînes de production et dans l'électronique grand public ou spécialisée qui dessinera notre futur.
