Une technologie de refroidissement liquide mise au point par Georgia Tech, brevetée

Péralte C. Paul (Georgia Tech)

Quelle est la nouveauté dans le domaine de l’électronique et de l’informatique de haute performance ? En un mot, c’est « cool ». Pour être plus précis, il s’agit d’un système de refroidissement liquide développé à Georgia Tech pour l’électronique, qui vise à résoudre un problème de longue date : la surchauffe.

Mis au point par Daniel Lorenzini, diplômé de l’université en 2019 et titulaire d’un doctorat en génie mécanique, le système de refroidissement utilise des canaux microfluidiques – des voies minuscules et complexes pour les liquides – qui sont intégrés dans l’emballage de la puce. Il a travaillé avec VentureLab, un programme de l’Office of Commercialization, pour transformer ses recherches en une startup, EMCOOL, dont le siège se trouve à Norcross.

« Notre solution s’attaque directement à la chaleur à la source de la puce de silicium et la rend donc plus rapide », a déclaré M. Lorenzini. « Notre système est placé directement sur les puces de silicium qui génèrent le plus de chaleur. Grâce aux fluides contenus dans les ailettes des micro-pinces, il évacue la chaleur produite loin de la puce ».

Cette solution de refroidissement est directement intégrée aux composants électroniques, ce qui la rend nettement plus efficace que les méthodes de refroidissement conventionnelles, car elle améliore le processus de dissipation de la chaleur. Il en résulte un risque de surchauffe beaucoup plus faible et une consommation d’énergie réduite.

M. Lorenzini, qui a étudié et perfectionné la technologie dans le laboratoire de Yogendra Joshi à la George W. Woodruff School of Mechanical Engineering, a obtenu un brevet pour cette technologie en septembre 2024. Aujourd’hui, EMCOOL, qui compte cinq employés, recherche activement un financement par capital-risque pour développer sa technologie et relever les défis croissants de gestion thermique posés par les processeurs d’intelligence artificielle dans les centres de données modernes.

Le système utilise un bloc de refroidissement avec de minuscules ailettes en forme d’épingle d’un côté et un matériau d’interface thermique spécial de l’autre. Une jonction est également fixée au bloc, avec des orifices pour l’entrée et la sortie du fluide. Le liquide de refroidissement se déplace à travers les micro-ailettes et aide à évacuer la chaleur. Comme les ports sont conçus pour correspondre à la forme des ailettes, le fluide circule efficacement et la chaleur est dissipée aussi efficacement que possible à l’échelle de la puce.

À mesure que les appareils électroniques – des ordinateurs personnels à haute performance aux centres de données utilisés pour le traitement de l’intelligence artificielle – deviennent plus puissants, ils génèrent plus de chaleur. Cet excès de chaleur peut endommager les composants ou nuire aux performances de l’appareil.

Les méthodes de refroidissement traditionnelles, qui comprennent des ventilateurs ou des dissipateurs de chaleur, ont souvent du mal à répondre aux exigences croissantes des nouveaux modèles d’appareils électroniques. Le système microfluidique de Lorenzini relève le défi de la surchauffe grâce à sa solution de refroidissement brevetée, plus efficace, compacte et intégrée.

Avec l’aide de Jonathan Goldman, directeur de Quadrant-i au sein de l’Office of Commercialization de Tech, Lorenzini a obtenu des subventions de la National Science Foundation et de la Georgia Research Alliance pour poursuivre ses recherches et construire des prototypes.

« Nous avons immédiatement senti qu’il y avait là un potentiel commercial », a ajouté M. Goldman. « La gestion thermique, c’est-à-dire l’évacuation de la chaleur, est un problème omniprésent dans l’industrie informatique. Lorsque nous avons vu ce que Daniel faisait, nous avons immédiatement commencé à travailler avec lui pour comprendre quel était le potentiel commercial.

En effet, le marché mondial des jeux électroniques, d’une valeur de 159 milliards de dollars, a été le premier à s’intéresser à cette technologie. Les joueurs ont besoin d’une grande puissance de calcul, qui génère beaucoup de chaleur, ce qui entraîne un décalage.

Mais au-delà des systèmes de jeu, la société, qui fabrique des blocs et des kits de refroidissement sur mesure dans son usine de Norcross, s’intéresse à d’autres secteurs, qui souffrent également de surchauffe. La technologie répond à des problèmes similaires de surchauffe électronique dans les systèmes informatiques de haute performance, les télécommunications et les systèmes énergétiques.

« Ces travaux nous permettent de repousser les limites des technologies de refroidissement traditionnelles, car en exploitant la puissance de la microfluidique, les systèmes d’EMCOOL offrent un moyen compact et économe en énergie de gérer la chaleur », a conclu M. Goldman. « Cela pourrait révolutionner les industries qui dépendent de l’informatique de haute performance, où la gestion de la chaleur est un défi permanent. »

Crédit photo : EMCOOL