RSD5: Die geräuschlose Revolution

Zwei Forscher, Dan Schlitz und Vishal Singhal von Thorrn Micro Technologies aus Marietta (Georgia, USA), stellten beim 24. Annual Semiconductor Thermal Measurement, Modeling and Management Symposium in San José, Kalifornien, eine neue – und doch alte – Technik vor, welche eine Menge alten Staubes aus dem Kühlermarkt pusten könnte.

Unter der Leitung von Suresh Garimella, einem Professor für Maschinenbau an der Purdue University in Indiana, USA, und dem CTRC (NSF Compact High Performance Cooling Technologies Research Center) entwickelten die Forscher in sechs Jahren Erstaunliches: Genannt „RSD5“, könnte eine neue Anwendung zur Kühlung von elektronischen Bauteilen bald einen Umbruch im Kühlermarkt auslösen. Ionenimpulse aus elektrischen Feldern, zunächst kaum Großes verheißend, finden schon seit langem in geräuschlosen Luftaufbereitern Anwendung.

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Im Kern bestehen die neuen Kühler, Solid State Fans genannt, aus präzise definierte Spannung führenden Drähten, die durch Elektronenemission ein ionenreiches (siehe Wikipedia-Artikel: Ionen) und damit im Mikrobereich elektrisch leitendes Gas erzeugen. Diese sind zu einem Teil von Halbröhren aus leitendem Material umgeben. Ein starkes elektrisches Feld zwischen Drähten und Röhren verursacht so eine Bewegung der Ionen – Stoßreaktionen mit neutraler, umgebender Luft drücken diese zu den umgebenden Halbröhren. Es entsteht ein Luftzug, der sogenannte corona wind.

Nicht zuletzt wurde die Zeit von den Forschern dafür genutzt, die prinzipiell „nur“ abgewandelte Technik für den Einsatz im Elektronikbereich zu optimieren. So wurden die nur Mikrometer großen Halbröhren durch ein spezielles Konturdesign direkt in den Lüfter eingearbeitet und erzeugen trotz ultrakompakter Bauweise – überschlagsfrei – durch ihre Form Winde, die bereits Spitzenwerte von 2,4 m/s erreichen. Zum Vergleich: Handelsübliche, mechanische Lüfter bis 40 mm erreichen nur etwa 0,7 bis 1,7 m/s – bei der vierfachen Größe.

Wann die Technik ausgereift genug für die industrielle Produktion sein wird, ist bislang nicht abzusehen. Die Einsatzgebiete hingegen scheinen schon heute beinahe grenzenlos: Von der Kühlung in Laptops, Handys und PDAs bis hin zur direkten Integration als selbstkühlende Chips bieten die Kühlungsputschisten Potenzial, das bisher nur Wasserkühlungen bei vergleichsweise monumentalen Dimensionen aufwiesen.

„The technology has the power to cool a 25-watt chip with a device smaller than 1 cubic-cm and can someday be integrated into silicon to make self-cooling chips“

Wenig schüchtern bezeichnen die Forscher ihre Solid State Fans nicht nur als äußerst stromsparend und effizient, sondern zugleich auch als den wichtigsten Schritt seit der Einführung der Heat Pipes im Elektronikbereich. Doch auch anderswo probiert man sich an Exoten – wir sind gespannt.