在芯片的制作流程及原理中，高性能计算和电子设备的发展需要不断提高晶体管密度，以实现更小、更快、更低功耗的电子产品。然而，这种密集化带来了一个显著的问题：由于空间有限，单个芯片产生的热量难以有效散发，从而导致温度升高，对电路稳定性造成威胁。
1. 芯片热问题概述
随着技术进步，现代微处理器和其他电子组件变得越来越复杂，其内部包含了数十亿到数百亿个晶体管。这些晶体管在工作时会产生大量的能量作为热量，并通过半导体材料转换为电能。这使得单个芯片内存储和传输数据时必须消耗大量能量，而这部分能量很容易变成不可容忍的热效应。
2. 芯片热管理需求
为了确保高速、高性能计算机系统能够运行，在极端环境下保持可靠性和可用性，开发者必须解决这一问题。因此，他们创造了各种冷却系统，以便将生成在微处理器内部或外部（如主板上）的温差降至最小。在设计这些冷却系统时，一些关键因素被考虑进去：
散热面积：提供足够大面积让空气或液体可以快速吸收并排出生成的热。
流动率：确保流动介质（例如空气或水）能够快速移动并与较高温区域接触。
孔隙结构：为增加表面扩展，使得每一平方厘米都尽可能多地放置许多细小通道，以最大化表面的使用。
3. 主要类型
a. 空气冷却
b. 液态冷却
c. 雷射冷却
a) 空气冷卻
这种是最常见的一种方法，它依赖于风扇来吹拂空气通过散熱器。如果风扇速度太慢，则无法有效减少温度；如果过快则会引起噪音。此外，由于室内空气质量不佳，这种方法可能会影响散熱效果，如尘埃、灰尘等颗粒物进入风扇，将阻碍其正常运作。
b) 液態冷卻
液态涡轮增强器比空气涡轮具有更多潜力，因为它们可以从更加接近真实世界条件下的温度范围中吸收和释放比空气更多数量级次方单位法拉第效应。在这种情况下，可以使用一种名为"油泵"的小型机械装置将特定的化学品循环回旋自行制备由它所需新鲜供给给所有微处理器供暖之用，然后再把旧用于循环中的某些化学品重新送入循环中进行重复利用。但是，有一点非常重要的是，如果不加控制，那么任何一项错误都会导致严重危险，因此需要非常仔细地实施安全措施。
c) 雷射冷卻
雷射是一个新的概念，它涉及到对被测试材料施加激光束以测定其物理属性。然而，在实际应用中还未广泛采用此技术，但它有望成为未来研究领域中的另一个前沿技术之一，特别是在医学领域里，比如治疗癌症等疾病时，被认为是一种无痛苦且精确的手段。但目前对于如何将这个概念应用于硬件设备方面还没有具体明确说明所以该技术仍然处于实验阶段待进一步探索验证是否适合商业生产使用。
4 结论：
虽然当前存在多种不同类型用于处理硅基半导体制造过程中的温度问题，但挑战仍然存在，因为随着科技日益向前推进，每一代新型号都是基于先前的基础上改进，同时也意味着每一次改进都会带来更多尺寸上的压缩，即相对于以前版本来说尺寸更小，更紧凑。这就要求我们继续创新，不断寻找新的方法或者优化现有的解决方案以适应不断变化的事实环境。当今世界，我们正经历一种全新的革命—数字革命，它改变了我们的生活方式，无论是个人还是专业人士，都迫切需要找到解答巨大的能源浪费以及持续增长的人口压力问题，这就是为什么研究人员正在努力探索新型材质、新工艺，以及其他创新策略，以达到既节约资源又保持效率同时满足全球需求的一系列目标。
