电子行业面临新的挑战。虽然计算机芯片中的晶体管尺寸正在缩小，但它们产生的热量却在不断增加。过热会导致电路性能下降、漏电功率增加，甚至晶体管完全损坏。

匹兹堡大学和卡内基梅隆大学的研究人员团队提出了一种局部嵌入式热电装置(TED)，可以在电路内部进行主动冷却。这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

匹兹堡大学斯旺森工程学院电气与计算机工程副教授冯雄解释说：“时钟发生器和算术逻辑单元 (ALU) 等电路会产生高频热流，其峰值热点出现在微教授身上。芯片尺寸的冷却系统设计过度，需要更有针对性的策略来消散这些热点中的热量。”

TED 找到热点

冷却物体的唯一方法是去除物体中的热量(或能量)。这些电路以非常高的频率产生热量。使用 TED，可以完全消除这种高频温度变化。

TED 利用相同频率的热电效应将电路内部热点的热量转移到整个设备中较冷的区域。研究人员利用直接在主动冷却的热电设备上进行的频域热反射 (FDTR) 测量的实验数据证明了他们的理论，其中泵浦激光器复制了瞬态热点。该团队使用了具有高导热性的材料，理论上与传统热电材料相比，冷却效率提高了 100 倍。

冯说：“我们展示了一种利用 TED 主动消除电路元件瞬态温度变化的实用方法。这一结果为优化集成电路中瞬态局部热点的冷却系统设计开辟了一条新途径。”