ヒートシンクは、PC冷却技術において欠かせない要素です。パッシブクーラーとアクティブクーラーの両方でヒートスプレッダーとヒートシンクが使用されていますが、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校とカリフォルニア大学バークレー校（UCバークレー）の研究チームは最近、はるかに優れた、包括的で、かつ洗練されたソリューションを発見しました。
研究者たちは、Science Dailyが報じた「電子デバイスにおける銅のモノリシック集積による高効率冷却」と題された論文で、実験と研究結果を説明しています。この新しい銅コンフォーマルコーティング技術の特長は、デバイス内での物理的なスペースをほとんど占有しないことと、既存の銅製ヒートシンクよりもはるかに高い効率性です。研究者たちは、単位体積あたりの電力が740%増加することを実証しました。
従来のヒートシンクには主に3つの問題があると、論文の筆頭著者であり、イリノイ大学（UIUC）機械工学博士課程の学生であるタレク・ゲブラーエル氏は説明する。第一に、特殊で高効率な伝導材料を用いた最先端のヒートシンクは、高価でスケールアップが難しい場合がある。ゲブラーエル氏は、ダイヤモンドを含むヒートスプレッダーを競合技術の一つとして挙げ、自身の主張を明確に示した。
第二に、従来の設計ではヒートスプレッダーとヒートシンクが一体化しており、「多くの場合、熱の大部分は電子機器の下部で発生します」とゲブラーエル氏は嘆く。第三に、高性能なヒートスプレッダーは電子機器に直接取り付けることができず、熱伝導材料が必要となるため、最適な性能が発揮されない。
では、この新技術は、既存のヒートシンク方式が抱える上記の欠点をどのように解決するのでしょうか？新しいヒートシンクコーティングはデバイス全体を覆い、広い冷却面積を生み出します。
「このアプローチでは、まずデバイスをポリ(2-クロロ-p-キシリレン)（パリレンC）の電気絶縁層でコーティングし、次に銅のコンフォーマルコーティングを施す」と研究論文には記されている。「これにより、銅を発熱体に近接させることができるため、熱伝導性材料が不要になり、既存の技術と比較して冷却性能が向上します。」
このコーティング技術は、銅やアルミニウムの大きな露出部を排除するため、高速プロセッサやメモリから熱を逃がすための、はるかにコンパクトなソリューションとなります。研究者によると、薄いコンフォーマルコーティングと、かさばる従来のヒートシンクが不要なため、単位体積あたりの電力が最大740%向上します。「当社のコーティングを使用すれば、従来の液冷式または空冷式のヒートシンクを使用する場合と比較して、同じ体積でより多くのプリント基板を積み重ねることができます」とゲブラエル氏は断言します。
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研究者たちは次に、コーティングの耐久性を検証する予定です。これは、業界での受け入れに向けた重要なステップです。さらに、研究者たちは液浸冷却と高電圧環境での試験も計画しています。初期の試験では「シンプルな」PCBを使用しましたが、今後は「本格的な電源モジュールやGPUカード」といった、より高温で動作する電子機器で冷却技術の試験を拡大したいと考えています。
まとめると、この技術は、部品メーカーが実用化を検討するには高価すぎたり複雑すぎたりすることなく、有望に思えます。この新しいヒートシンク技術が登場するまでは、従来のCPU冷却とGPU冷却で苦労することになります。
マーク・タイソンはトムズ・ハードウェアのニュース編集者です。ビジネスや半導体設計から、理性の限界に迫る製品まで、PCテクノロジーのあらゆる分野を網羅的にカバーすることに情熱を注いでいます。
