CN112272811B - 具有使用金属预成型件的热管理的低温计算系统 - Google Patents
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Abstract
提供了包括散热器(例如，第一散热器和第二散热器)和金属预成型件(例如，第一金属预成型件和第二金属预成型件)的计算系统。第一金属预成型件结合到第一散热器的一部分，其中第一金属预成型件被配置为当超导组件被按压成抵靠在第一金属预成型件上时符合超导组件的至少一部分并且即使在第一金属预成型件上的第一压力被释放之后仍然保持形状。计算系统包括第二金属预成型件，第二金属预成型件结合到第二散热器的一部分，其中第二金属预成型件被配置为当超导组件被按压成抵靠在第二金属预成型件上时符合超导组件的至少一部分并且即使在第二金属预成型件上的第二压力被释放之后仍然保持形状。
Description
背景技术
在电子设备中使用的基于半导体的集成电路(诸如数字处理器等)包括基于互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的数字电路。但是，CMOS技术在器件尺寸方面已经达到极限。另外，基于CMOS技术的数字电路在高时钟速度下的功耗已经日益成为高性能数字电路和系统的限制因素。例如，数据中心的服务器消耗越来越多的电能。功耗部分地是由于能量耗散而导致的功率损失，即使CMOS电路处于非活动状态。这是因为，即使这些电路是非活动的并且不消耗任何动态功率，但是由于需要维持CMOS晶体管的状态，它们仍然消耗功率。
使用基于CMOS技术的处理器和相关组件的另一种方法是使用基于超导逻辑的组件和器件。基于超导逻辑的组件和器件也可以用于处理量子信息，诸如量子位。但是，这种器件需要在低温(例如，4K)下操作并且因此需要冷却。
发明内容
在一个方面，本公开涉及一种计算系统，该计算系统包括：具有第一表面的第一基板，第一表面附接有第一多个超导组件；以及具有第二表面的第二基板，第二表面附接有第二多个超导组件。该计算系统还可以包括第一散热器，该第一散热器具有第一表面和形成在第一表面中的第一多个凹部，使得第一多个凹部中的每个凹部被配置为提供空间以容纳第一多个超导组件中的第一超导组件的至少一部分。该计算系统还可以包括第二散热器，该第二散热器具有第二表面和形成在第二表面中的第二多个凹部，使得第二多个凹部中的每个凹部被配置为提供空间以容纳第二多个超导组件中的第二超导组件的至少一部分。
该计算系统还可以包括被结合到第一散热器的至少第一部分的第一金属预成型件，其中第一金属预成型件被配置为当第一超导组件被按压成抵靠在第一金属预成型件上时符合第一超导组件的至少一部分并且即使在第一金属预成型件上的第一压力被释放之后仍然保持形状。该计算系统还可以包括被结合到第二散热器的至少第二部分的第二金属预成型件，其中第二金属预成型件被配置为在第二超导组件被按压成抵靠在第二金属预成型件上时符合第一超导组件的至少一部分，并且即使在第二金属预成型件上的第二压力被释放之后仍然保持形状。
在另一方面，本公开涉及一种计算系统，该计算系统包括：具有第一表面的第一基板，第一表面附接有第一多个超导组件；以及具有第二表面的第二基板，第二表面附接有第二多个超导组件。该计算系统还可以包括第一散热器，该第一散热器具有第一表面和形成在第一表面中的第一多个凹部，使得第一多个凹部中的每个被配置为提供空间以容纳第一多个超导组件中的第一超导组件的至少一部分。该计算系统还可以包括第二散热器，该第二散热器具有第二表面和形成在第二表面中的第二多个凹部，使得第二多个凹部中的每个被配置为提供空间以容纳第二多个超导组件中的第二超导组件的至少一部分。
该计算系统还可以包括被冷结合到第一散热器的至少第一部分的第一铟预成型件，其中第一铟预成型件被配置为当第一超导组件被按压成抵靠在第一铟预成型件上时符合第一超导组件的至少一部分并且即使在第一铟预成型件上的第一压力被释放之后仍然保持形状。该计算系统还可以包括被冷结合到第二散热器的至少第二部分的第二铟预成型件，其中第二铟预成型件被配置为当第二超导组件被按压成抵靠在第二铟预成型件上时符合第一超导组件的至少一部分并且即使在第二铟预成型件上的第二压力被释放之后仍然保持形状。
在另一方面，本公开涉及一种用于制造计算系统的方法，该计算系统包括：具有第一表面的第一基板，第一表面附接有第一多个超导组件；以及具有第二表面的第二基板，第二表面附接有第二多个超导组件。该方法可以包括形成第一散热器，该第一散热器具有第一表面和形成在第一表面中的第一多个凹部，使得第一多个凹部中的每个凹部被配置为提供空间以容纳第一多个超导组件中的第一超导组件的至少一部分。该方法还可以包括形成第二散热器，该第二散热器具有第二表面和形成在第二表面中的第二多个凹部，使得第二多个凹部中的每个凹部被配置为提供空间以容纳第二多个超导组件中的第二超导组件的至少一部分。
该方法还可以包括将第一金属预成型件结合到第一散热器的至少第一部分，其中第一金属预成型件被配置为当第一超导组件被按压成抵靠在第一金属预成型件上时符合第一超导组件的至少一部分并且即使在第一金属预成型件上的第一压力被释放之后仍然保持形状。该方法还可以包括将第二金属预成型件结合到第二散热器的至少第二部分，其中第二金属预成型件被配置为在第二超导组件被按压成抵靠在第二金属预成型件上时符合第一超导组件的至少一部分并且即使在第二金属预成型件上的第二压力被释放之后仍然保持形状。
提供本“发明内容”以便以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的“具体实施方式”中进一步描述。本“发明内容”既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
附图说明
本公开通过示例的方式示出，并且不受附图的限制，在附图中，相似的附图标记指示相似的元素。图中的元素被示出是为了简单和清楚，而不一定按比例绘制。
图1示出了根据一个示例的被配置为减少来自超导组件的热辐射的散热器的图；
图2示出了根据一个示例的被按压成抵靠在图1的散热器上的金属预成型件(例如，铟预成型件)的图；
图3示出了根据一个示例的其上安装有超导组件的基板的图；
图4示出了根据一个示例的形变的金属预成型件的图；
图5示出了可以用于将金属预成型件按压成抵靠在安装在基板上的超导组件的顶面上的弹簧板的图；
图6示出了可以用作计算系统的一部分的示例性双面组装件的组件；
图7示出了可以用作计算系统的一部分的示例性双面组装件的组件；
图8是根据一个示例的双面组装件的放大截面图；以及
图9示出了示出与用于制造可以用作计算系统的一部分的双面组装件的方法相对应的步骤的图。
具体实施方式
本公开中描述的示例涉及包括超导组件和器件的计算系统。本公开的某些示例涉及一种包括在低温温度(例如，在4开氏度以下)下操作的组件的计算系统。在一个示例中，计算系统被容纳在真空组装件中。在该示例中，超导系统可以包括形成在基板上的一个或多个超导组件。超导组件可以包括安装在基板上的集成电路芯片。这种超导组件的封装是有挑战性的，因为这种组件可能需要承受大的环境温度变化(例如，从约300开氏度到约4开氏度以下)。本公开的某些示例描述了包括散热器和金属预成型件布置的计算系统的示例，散热器和金属预成型件布置允许超导组件承受这种大温度变化下的热膨胀系数(CTE)不匹配。
超导组件和器件可以使用约瑟夫森结来实现与电路相关联的功能。示例性约瑟夫森结可以包括经由阻碍电流的区域耦合的两个超导体。阻碍电流的区域可以是超导体本身、金属区域或薄绝缘势垒的物理变窄。例如，超导体-绝缘体-超导体(SIS)类型的约瑟夫森结可以被实现为超导电路的一部分。例如，超导体是在没有电场的情况下可以承载直流电(DC)的材料。超导体具有临界温度(Tc)，低于该Tc时超导体的电阻为零。铌是一种这样的超导体，其临界温度(Tc)为9.3开氏度。在低于Tc的温度下，铌具有超导性；但是，在高于Tc的温度下，它表现为具有电阻的普通金属。因此，在SIS类型的约瑟夫森结中，超导体可以是铌超导体，并且绝缘体可以是Al2O3势垒。在SIS型结中，超导电子由量子力学波函数描述。两个超导体之间的超导电子波函数的相位的时间变化的相位差对应于两个超导体之间的电势差。
包括传输线在内的各种超导电路可以通过根据需要用电感器或其他组件耦合多个约瑟夫森结而形成。微波脉冲可以在至少一个时钟的控制下行进通过这些传输线。微波脉冲可以是正的或负的或其组合。微波脉冲的频率可以高达10GHz或更高。可能需要任何电路板或其他类型的结构(诸如具有这样的超导电路的内插板)以不仅支持高频微波信号，而且还支持直流(DC)信号。
尽管超导具有若干优点，包括更低的电阻和更好的带宽特性，但是超导材料需要在低温(例如，4K)下操作。另外，使用改善热传导的附加特征可以进一步提高这种系统的操作效率。
图1示出了可以被配置为减少来自超导组件的热辐射的散热器100。散热器100可以使用铜或另一适当的导热金属或合金制成。如图1所示，散热器100可以包括被形成为容纳金属预成型件(例如，铟预成型件)的形变部分的凹部或窗口102、104、106、108、110和112，其中形变可能由安装在基板上的组件施加到金属预成型件的压力而产生的。散热器100还可以包括被配置为容纳楔形锁或另一类型的锁定系统的凹入部分120。
图2示出了被按压成抵靠在图1的散热器100上的金属预成型件200(例如，铟预成型件)。在将金属预成型件200按压成抵靠在散热器100上之前，可以使金属预成型件200的表面脱氧。可以选择压力的量以确保在金属预成型件200与散热器100之间形成冷结合。冷结合可以通过冷焊接来形成。另外，该步骤可以在高达145摄氏度的高温和高夹持力下执行。在包括超导组件的计算系统的形成期间，可以执行该步骤以确保金属预成型件200与散热器100之间的冷结合。冷结合可以确保金属预成型件200不仅物理粘合而且热粘合到散热器100。这样，金属预成型件200可以提供热路径以耗散来自超导组件的任何热量，并且还可以帮助缓解从大约300开氏度冷却到4开氏度期间发生的大温度变化所引起的热膨胀系数(CTE)不匹配。尽管描述了铟金属预成型件，但是金属预成型件200可以使用铜形成。例如，金属预成型件200可以包括高剩余电阻率(RRR)铜箔。
图3示出了其上安装有超导组件302、304、306、308、310和312的基板300。基板300可以使用玻璃、硅或其他合适的材料形成；例如，各种类型的聚合物。也可以使用其他类型的基板材料，包括Rogers材料和Megtron6。另外，基板300可以包括其他层，包括诸如液晶聚合物(LCP)等电介质层。在一个示例中，玻璃材料可以是硼硅酸盐玻璃。在一个示例中，基板300可以是整块玻璃基板。在一个示例中，超导组件(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、人工智能处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)或复杂可编程逻辑器件(CPLD)或其他类型的处理组件)和存储器组件(包括易失性存储器和非易失性存储器(例如，约瑟夫森磁性随机存取存储器(JMRAM)、基于磁性隧道结(MTJ)的随机存取存储器或其他类型的超导存储器))可以安装在基板300上。在一个示例中，超导组件可以使用包括倒装芯片接合在内的各种技术中的任何一种附接到基板300。
每个超导组件可以包括形成在基板上的超导层和电介质层的堆叠。在一个示例中，超导组件可以被形成为支持范围从DC到频率大于10GHz的信号的信号。在该示例中，超导组件可以在诸如200mm晶片、300mm晶片或者甚至更大晶片等大硅基板上制造，大硅基板可以被分成多个管芯。在一个示例中，基板可以由硅或任何其他绝热或导电材料制成。同样，在该示例中，可以通过溅射铌或类似的超导材料来形成信号迹线和接地平面。例如，也可以使用诸如氮化铌(NbN)或氮化钛铌(NbTiN)等铌化合物。也可以使用诸如分子束外延(MBE)等其他物理气相沉积(PVD)方法。取决于用于迹线的材料的类型，还可以使用溅射工艺、化学气相沉积(CVD)工艺、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺、蒸发工艺或原子层沉积(ALD)工艺。因此，例如，诸如NbN和NbTiN等铌化合物可以使用CVD工艺形成。
在一个示例中，在超导组件中，电介质层可以是旋涂聚酰亚胺、苯并环丁烯(BCB)、液晶聚合物(LCP)或某种其他聚合物材料。超导组件还可以包括通孔，通孔可以通过在与迹线或接地平面相同的沉积步骤中保形沉积铌而形成。通孔可以在可光成像的聚酰亚胺中直接图案化，也可以在单独的步骤中蚀刻。金属迹线和通孔可以在相同的减法蚀刻步骤中限定。焊盘连接可以被配置为支持Ti/Au或Ti/Al焊盘，以用于各种引线结合或倒装芯片凸块和引线结合技术，诸如铟焊料凸块、锡银(Snag)焊料凸块、金螺柱凸块、铜柱凸块或其他电气互连凸块类型。
超导组件可以包括形成在基板之上的电介质层。电介质层可以通过在芯片基板上沉积电介质(例如，液晶聚合物(LCP))来形成。可以在电介质层之上形成超导层。超导层可以使用诸如CVD或PECVD等任何沉积技术形成，并且然后使用光刻法对所沉积的材料进行图案化。超导结构的布局可以使用用于为超导线或其他元件产生布局的布局布线工具来产生。例如，可以对光致抗蚀剂进行图案化，以仅保护将被形成为超导线或由诸如金属层等特定层的布局限定的其他结构的超导层的区域。其他超导金属或金属合金也可以用作该步骤的一部分。在一个示例中，通孔和迹线可以通过在与用于形成迹线的步骤相同的沉积步骤中通过保形沉积铌来形成。可以通过溅射或其他类似工艺来沉积铌。也可以使用诸如分子束外延(MBE)等其他物理气相沉积(PVD)方法。
某些超导层可以被配置为通过超导组件分配时钟信号，而其他超导层可以被配置为分配其他信号。实际上，各个超导层的功能可以基于与超导组件相关联的要求来修改。
仍然参考图3，基板300可能需要被保持在适合于允许超导器件按照超导原理操作的温度。因此，超导组件可以被维持在低温(例如，2K至77K)下。这可以通过热隔离和通过液氦或其他这样的冷却剂的冷却相结合来实现。在一个示例中，在低温环境下操作的系统可能需要真空才能正常操作。在一个示例中，真空可以涉及在10-3托(Torr)至10-10托的范围内的压力。真空的使用确保不存在对流，从而有利地允许在极大温差下操作的组件被附接到同一基板。应当认识到，本文所指的温度范围涉及这些组件在其中操作的环境的温度，而不是组件本身的温度。因此，诸如组件“操作于”或“维持在”等引用是指这些组件在其中操作或被维持在其内部的环境的温度。
继续参考图3，超导组件302、304、306、308、310和312可以使用形成在基板300的顶面或底面上的电路迹线彼此通信。电路迹线可以使用合适的制造工艺来形成，包括但不限于：选择性激光烧结、熔融沉积建模、直接金属激光烧结、立体光刻、熔覆、电子束熔化、电子束直接制造、气溶胶喷射、喷墨、半固体自由形式制造、数字光处理、2光子聚合、层压物体制造、3D打印或其他类似的制造工艺。在一个示例中，电路迹线可以由铌(或另一合适的超导材料)制成。该区域可以排除任何普通金属，例如铜金属。虽然图3示出了超导组件302、304、306、308、310和312的某种布置，但是它们可以以不同的方式布置。另外，可以存在更少或更多的组件、基板和其他组件。
继续参考图3，基板300可以被按压成抵靠在金属预成型件200上。压靠的结果可以是使得金属预成型件200可以如图4所示形变。因此，可以形成形变部分，包括形变部分402、404和406。
图5示出了可以用于将金属预成型件200按压成抵靠在安装在基板300上的超导组件的顶面上的弹簧板500。弹簧板500可以由铍、铜、磷青铜、青铜、黄铜或其他合适的材料形成。弹簧板500可以包括弹簧加载结构，包括弹簧加载结构504、506、508、510和512，该弹簧加载结构可以提供柔性压缩力并且还允许由热变化引起的至少一定量的膨胀和收缩。
图6示出了示例性双面组装件600的组件，该双面组装件600包括散热器602和604、金属预成型件(在该图中不可见，因为它们被夹在相应基板与散热器之间)、基板610和612、以及可以安装在真空环境中的弹簧板606和608的对称布置。双面组装件600可以用作计算系统的一部分。因此，计算系统可以包括本公开中描述的一个或多个双面组装件。基板610可以包括超导组件(其背面在图6中可见)。基板612可以包括超导组件(其背面在图6中可见)。双面组装件600可以经由楔形锁630被耦合到冷轨640(例如，4.2K轨)。冷轨640可以包括用于容纳楔形锁630的凹入部分642。散热器602可以包括用于容纳楔形锁630的凹入部分632，并且类似地，散热器604可以包括用于容纳楔形锁630的凹入部分634。尽管图6示出了以特定方式布置的特定数目的组件，但是可以并入更多或更少的组件作为双面组装件600的一部分，并且它们可以不同地布置。
图7示出了示例性双面组装件700，该双面组装件700包括散热器702和704、金属预成型件(在该图中不可见，因为它们被夹在相应基板与散热器之间)、基板(不可见)、以及可以安装在真空环境中的弹簧板710和712的对称布置。双面组装件700经由楔形锁716耦合到冷轨720(例如，4.2K轨)。将散热器702和704中的每个散热器夹持到冷轨720可能会导致热能从安装在基板上的超导组件转移到冷轨720。尽管图7示出了以特定方式布置的特定数目的组件，但是可以并入更多或更少的组件作为双面组装件700的一部分，并且它们可以不同地布置。
图8示出了根据一个示例的双面组装件(例如，双面组装件700)的放大截面图。超导组件810被示出为经由铟凸块812、814和816而被附接到基板802。类似地，超导组件820被示出为经由铟凸块822、824和826而被附接到基板804。另外，金属预成型件(例如，铟预成型件)830被示出为与超导组件810的顶面直接接触。弹簧加载力被施加到金属预成型件830的顶面，以在金属预成型件830的底面与超导组件810的顶面之间产生更牢固但灵活的触点。超导组件810的顶面可以被涂覆有铟，以产生金属预成型件830与超导组件810的顶面之间的结合。此外，金属预成型件(例如，铟预成型件)840被示出为与超导组件820的顶面直接接触。弹簧加载力被施加到金属预成型件840的顶面，以在金属预成型件840的底面与超导组件820的顶面之间产生更牢固但灵活的触点。超导组件820的顶面可以被涂覆有铟，以产生金属预成型件840与超导组件820的顶面之间的结合。散热器834和844也被示出为与相应的金属预成型件830和840直接接触。金属预成型件830和840分别不冷接合到基板802和804。这可以有利地允许基板802和804独立于散热器834和844而移动。在基板与对应散热器之间可以存在间隙，以使热膨胀系数(CTE)顺应性最大化。但是，间隙可能会导致一些热效率低下。替代地，在基板与对应散热器之间可能没有任何间隙，从而以牺牲CTE顺应性为代价来使热效率最大化。尽管图8示出了使用铟凸块结合到基板的特定数目的组件，但是也可以使用其他附接技术。另外，尽管图8示出了以特定方式布置的特定数目的组件，但是它们可以不同地布置。
图9示出了用于制造双面组装件(例如，图7的双面组装件700)的方法。作为该方法的一部分，第一散热器906和908可以形成有凹部，该凹部形成在每个散热器中以提供空间来容纳被附接到相应基板的超导组件的至少一部分。接下来，可以将金属预成型件912和920结合到相应的散热器908和906的至少一部分。如前所述，该步骤可以包括向金属预成型件施加足够的压力，以在金属预成型件的金属(例如，铟)与散热器的金属(例如，铜)之间产生冷结合。冷结合可以在散热器和金属预成型件的某些部分中产生。例如，在散热器的凹入部分中可以不形成冷结合。
继续参考图9，接下来可以将基板(例如，基板910和基板922)按压成抵靠在金属预成型件上。如先前关于图4解释的，这可能导致相应金属预成型件的形变。超导组件的顶面可以涂覆有铟或另一合适的金属。这可能导致相应金属预成型件与超导组件的顶面之间的冷结合。这可以导致从超导组件到金属预成型件、再到散热器的更好的热传导。
接下来，可以将弹簧板902和904附接到相应散热器。如前所述，弹簧加载力可以在金属预成型件的、与相应金属预成型件部分直接接触的部分之上产生柔和的夹持力。下一步可以包括将每个散热器夹持到冷轨946上，以将热能从每个超导组件传递到冷轨946。楔形锁930可以用作该步骤的一部分。冷轨946的凹入部分942可以容纳散热器和楔形锁930。
总之，在本公开的一个方面中，提供了一种计算系统，该计算系统包括：具有第一表面的第一基板，第一表面附接有第一多个超导组件；以及具有第二表面的第二基板，第二表面附接有第二多个超导组件。该计算系统还可以包括第一散热器，该第一散热器具有第一表面和形成在第一表面中的第一多个凹部，使得第一多个凹部中的每个被配置为提供空间以容纳第一多个超导组件中的第一超导组件的至少一部分。该计算系统还可以包括第二散热器，该第二散热器具有第二表面和形成在第二表面中的第二多个凹部，使得第二多个凹部中的每个被配置为提供空间以容纳第二多个超导组件中的第二超导组件的至少一部分。
计算系统还可以包括结合到第一散热器的至少第一部分的第一金属预成型件，其中第一金属预成型件被配置为当第一超导组件被按压成抵靠在第一金属预成型件上时符合第一超导组件的至少一部分并且即使在第一金属预成型件上的第一压力被释放之后仍然保持形状。该计算系统还可以包括结合到第二散热器的至少第二部分的第二金属预成型件，其中第二金属预成型件被配置为在第二超导组件被按压成抵靠在第二金属预成型件上时符合第一超导组件的至少一部分并且即使在第二金属预成型件上的第二压力被释放之后仍然保持形状。
该计算系统还可以包括：(1)第一弹簧板，被配置为在与第一超导组件的第一表面直接接触的第一金属预成型件的至少第一部分上施加第一夹持力，以及(2)第二弹簧板，被配置为在与第二超导组件的第二表面直接接触的第二金属预成型件的至少第二部分上施加第二夹持力。第一超导组件的至少第一表面和第二超导组件的至少第二表面中的每一个可以涂覆有铟。
金属预成型件可以包括铟或铜。第一金属预成型件可以被冷结合到第一散热器的至少第一部分，并且第二金属预成型件可以被冷结合到第二散热器的至少第二部分。第一超导组件的至少第一表面可以与与第一超导组件的第一表面直接接触的第一金属预成型件的至少第一部分冷结合，并且第二超导组件的至少第二表面可以与与第二超导组件的第二表面直接接触的第二金属预成型件的至少第二部分冷结合。
该计算系统可以位于壳体内部，壳体被配置为维持壳体内部的真空，并且其中真空对应于在10-3托至10-10托之间的范围内的压力。第一散热器和第二散热器中的每个可以耦合到冷轨以将热能从第一多个超导组件和第二多个超导组件中的每个传递到冷轨。
在另一方面，本公开涉及一种计算系统，该计算系统包括：具有第一表面的第一基板，第一表面附接有第一多个超导组件；以及具有第二表面的第二基板，第二表面附接有第二多个超导组件。该计算系统还可以包括第一散热器，该第一散热器具有第一表面和形成在第一表面中的第一多个凹部，使得第一多个凹部中的每个凹部被配置为提供空间以容纳第一多个超导组件中的第一超导组件的至少一部分。该计算系统还可以包括第二散热器，该第二散热器具有第二表面和形成在第二表面中的第二多个凹部，使得第二多个凹部中的每个凹部被配置为提供空间以容纳第二多个超导组件中的第二超导组件的至少一部分。
该计算系统还可以包括被冷结合到第一散热器的至少第一部分的第一铟预成型件，其中第一铟预成型件被配置为当第一超导组件被按压成抵靠在第一铟预成型件上时符合第一超导组件的至少一部分并且即使在第一铟预成型件上的第一压力被释放之后仍然保持形状。该计算系统还可以包括被冷结合到第二散热器的至少第二部分的第二铟预成型件，其中第二铟预成型件被配置为当第二超导组件被按压成抵靠在第二铟预成型件上时符合第一超导组件的至少一部分并且即使在第二铟预成型件上的第二压力被释放之后仍然保持形状。
该计算系统还可以包括：(1)第一弹簧板，被配置为在与第一超导组件的第一表面直接接触的第一铟预成型件的至少第一部分上施加第一夹持力，以及(2)第二弹簧板，被配置为在与第二超导组件的第二表面直接接触的第二铟预成型件的至少第二部分上施加第二夹持力。第一超导组件的至少第一表面和第二超导组件的至少第二表面中的每一个可以涂覆有铟。
计算系统可以位于壳体内部，壳体被配置为维持壳体内部的真空，并且其中真空对应于在10-3托至10-10托之间的范围内的压力。第一散热器和第二散热器中的每个可以耦合到冷轨以将热能从第一多个超导组件和第二多个超导组件中的每个传递到冷轨。冷轨可以被夹持到第一散热器和第二散热器中的每个。
在该计算系统中，第一超导组件的至少第一表面可以与与第一超导组件的第一表面直接接触的第一铟预成型件的至少第一部分冷结合，并且第二超导组件的至少第二表面可以与与第二超导组件的第二表面直接接触的第二铟预成型件的至少第二部分冷结合。
在另一方面，本公开涉及一种用于制造计算系统的方法，该计算系统包括：具有第一表面的第一基板，第一表面附接有第一多个超导组件；以及具有第二表面的第二基板，第二表面附接有第二多个超导组件。该方法可以包括形成第一散热器，该第一散热器具有第一表面和形成在第一表面中的第一多个凹部，使得第一多个凹部中的每个凹部被配置为提供空间以容纳第一多个超导组件中的第一超导组件的至少一部分。该方法还可以包括形成第二散热器，该第二散热器具有第二表面和形成在第二表面中的第二多个凹部，使得第二多个凹部中的每个凹部被配置为提供空间以容纳第二多个超导组件中的第二超导组件的至少一部分。
该方法还可以包括将第一金属预成型件结合到第一散热器的至少第一部分，其中第一金属预成型件被配置为当第一超导组件被按压成抵靠在第一金属预成型件上时与第一超导组件的至少一部分相符，并且即使在第一金属预成型件上的第一压力被释放之后仍然保持形状。该方法还可以包括将第二金属预成型件结合到第二散热器的至少第二部分，其中第二金属预成型件被配置为在第二超导组件被按压成抵靠在第二金属预成型件上时符合第一超导组件的至少一部分，并且即使在第二金属预成型件上的第二压力被释放之后仍然保持形状。金属预成型件可以包括铟或铜。
该方法还可以包括用铟涂覆第一多个超导组件中的每个超导组件的至少一个表面和第二多个超导组件的至少一个表面。该方法还可以包括将第一散热器和第二散热器中的每个夹持到冷轨，以将热能从第一多个超导组件和第二多个超导组件中的每个传递到冷轨。该方法还可以包括(1)使用第一弹簧板，该第一弹簧板在与第一超导组件的第一表面直接接触的第一金属预成型件的至少第一部分上施加第一夹持力，以及(2)使用第二弹簧板，该第二弹簧板在与第二超导组件的第二表面直接接触的第二金属预成型件的至少第二部分上施加第二夹持力。
应当理解，本文中描述的方法、模块和组件仅仅是示例性的。例如而非限制，示例性类型的超导器件可以包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等。
另外，在抽象的但仍是确定的意义上，用于实现相同功能的组件的任何布置有效地“关联”从而实现期望功能。因此，本文中组合以实现特定功能的任何两个组件可以被视为彼此“关联”从而实现期望功能，而与架构或中间组件无关。同样，如此关联的任何两个组件也可以被视为彼此“可操作地连接”或“耦合”以实现期望功能。
此外，本领域技术人员将认识到，上述操作的功能之间的边界仅是说明性的。多个操作的功能可以组合成单个操作，和/或单个操作的功能可以分布在附加操作中。此外，替代实施例可以包括特定操作的多个实例，并且操作的顺序在各种其他实施例中可以改变。
尽管本公开提供了特定示例，但是在不脱离如所附权利要求书中阐述的本公开的范围的情况下，可以进行各种修改和改变。因此，说明书和附图应当被认为是说明性的而不是限制性的，并且所有这样的修改旨在被包括在本公开的范围内。本文中针对特定示例所描述的任何益处、优点或问题的解决方案均不应当被解释为任何或所有权利要求的关键、必需或必要特征或要素。
此外，本文中使用的术语“一个(a)”或“一个(an)”被定义为一个或多个。同样，在权利要求中使用诸如“至少一个(at least one)”和“一个或多个(one or more)”等介绍性短语不应当被解释为暗示通过不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”引入另一权利要求要素将包含这样引入的权利要求要素的任何特定权利要求限制为仅包含一个这样的元素的发明，即使同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个(one or more)”或“至少一个(at leastone)”以及诸如“一个(a)”或“一个(an)”等不定冠词。使用定冠词也是如此。
除非另有说明，否则诸如“第一”和“第二”等术语用于任意地区分这样的术语所描述的要素。因此，这些术语不一定旨在指示这样的元素的时间或其他优先顺序。
Claims (20)
1.一种计算系统，包括：
第一基板，具有第一表面，其中第一多个超导组件被附接到所述第一表面；
第二基板，具有第二表面，其中第二多个超导组件被附接到所述第二表面；
第一散热器，具有第一表面和形成在所述第一表面中的第一多个凹部，使得所述第一多个凹部中的每个凹部被配置为提供空间以容纳来自所述第一多个超导组件中的第一超导组件的至少一部分；
第二散热器，具有第二表面和形成在所述第二表面中的第二多个凹部，使得所述第二多个凹部中的每个凹部被配置为提供空间以容纳来自所述第二多个超导组件中的第二超导组件的至少一部分；
第一金属预成型件，被结合到所述第一散热器的至少第一部分，其中所述第一金属预成型件被配置为：当所述第一超导组件被按压成抵靠所述第一金属预成型件时符合所述第一超导组件的所述至少一部分，并且即使在所述第一金属预成型件上的第一压力被释放之后仍然保持形状；以及
第二金属预成型件，被结合到所述第二散热器的至少第二部分，其中所述第二金属预成型件被配置为：在所述第二超导组件被按压成抵靠所述第二金属预成型件时符合所述第一超导组件的所述至少一部分，并且即使在所述第二金属预成型件上的第二压力被释放之后仍然保持形状。
2.根据权利要求1所述的计算系统，还包括：(1)第一弹簧板，被配置为在所述第一金属预成型件的、与所述第一超导组件的第一表面直接接触的至少第一部分上施加第一夹持力，以及(2)第二弹簧板，被配置为在所述第二金属预成型件的、与所述第二超导组件的第二表面直接接触的至少第二部分上施加第二夹持力。
3.根据权利要求2所述的计算系统，其中所述第一超导组件的至少所述第一表面和所述第二超导组件的至少所述第二表面中的每一个涂覆有铟。
4.根据权利要求1所述的计算系统，其中所述金属预成型件包括铟或铜。
5.根据权利要求1所述的计算系统，其中所述第一金属预成型件被冷结合到所述第一散热器的至少所述第一部分，并且其中所述第二金属预成型件被冷结合到所述第二散热器的至少所述第二部分。
6.根据权利要求1所述的计算系统，其中所述计算系统位于壳体内部，所述壳体被配置为维持所述壳体内部的真空，并且其中所述真空对应于在10-3托至10-10托之间的范围内的压力。
7.根据权利要求1所述的计算系统，其中所述第一散热器和所述第二散热器中的每个散热器被耦合到冷轨，以将热能从所述第一多个超导组件和所述第二多个超导组件中的每个超导组件传递到所述冷轨。
8.根据权利要求3所述的计算系统，其中所述第一超导组件的至少所述第一表面与所述第一金属预成型件的、与所述第一超导组件的所述第一表面直接接触的至少所述第一部分冷结合，并且其中所述第二超导组件的至少所述第二表面与所述第二金属预成型件的、与所述第二超导组件的所述第二表面直接接触的至少所述第二部分冷结合。
9.一种计算系统，包括：
第一基板，具有第一表面，其中第一多个超导组件被附接到所述第一表面；
第二基板，具有第二表面，其中第二多个超导组件被附接到所述第二表面；
第一散热器，具有第一表面和形成在所述第一表面中的第一多个凹部，使得所述第一多个凹部中的每个凹部被配置为提供空间以容纳来自所述第一多个超导组件中的第一超导组件的至少一部分；
第二散热器，具有第二表面和形成在所述第二表面中的第二多个凹部，使得所述第二多个凹部中的每个凹部被配置为提供空间以容纳来自所述第二多个超导组件中的第二超导组件的至少一部分；
第一铟预成型件，被冷结合到所述第一散热器的至少第一部分，其中所述第一铟预成型件被配置为：当所述第一超导组件被按压成抵靠所述第一铟预成型件时符合所述第一超导组件的所述至少一部分，并且即使在所述第一铟预成型件上的第一压力被释放之后仍然保持形状；以及
第二铟预成型件，被冷结合到所述第二散热器的至少第二部分，其中所述第二铟预成型件被配置为：当所述第二超导组件被按压成抵靠所述第二铟预成型件时符合所述第一超导组件的所述至少一部分，并且即使在所述第二铟预成型件上的第二压力被释放之后仍然保持形状。
10.根据权利要求9所述的计算系统，还包括：(1)第一弹簧板，被配置为在所述第一铟预成型件的、与所述第一超导组件的第一表面直接接触的至少第一部分上施加第一夹持力，以及(2)第二弹簧板，被配置为在所述第二铟预成型件的、与所述第二超导组件的第二表面直接接触的至少第二部分上施加第二夹持力。
11.根据权利要求10所述的计算系统，其中所述第一超导组件的至少所述第一表面和所述第二超导组件的至少所述第二表面中的每一个涂覆有铟。
12.根据权利要求9所述的计算系统，其中所述计算系统位于壳体内部，所述壳体被配置为维持所述壳体内部的真空，并且其中所述真空对应于在10-3托至10-10托之间的范围内的压力。
13.根据权利要求9所述的计算系统，其中所述第一散热器和所述第二散热器中的每个散热器被耦合到冷轨，以将热能从所述第一多个超导组件和所述第二多个超导组件中的每个超导组件传递到所述冷轨。
14.根据权利要求13所述的计算系统，其中所述冷轨被夹持到所述第一散热器和所述第二散热器中的每个散热器。
15.根据权利要求10所述的计算系统，其中所述第一超导组件的至少所述第一表面与所述第一铟预成型件的、与所述第一超导组件的所述第一表面直接接触的至少所述第一部分冷结合，并且其中所述第二超导组件的至少所述第二表面与所述第二铟预成型件的、与所述第二超导组件的所述第二表面直接接触的至少所述第二部分冷结合。
16.一种用于制造计算系统的方法，所述计算系统包括第一基板和第二基板，所述第一基板具有第一表面，其中第一多个超导组件被附接到所述第一表面，所述第二基板具有第二表面，其中第二多个超导组件被附接到所述第二表面，所述方法包括：
形成第一散热器，所述第一散热器具有第一表面和形成在所述第一表面中的第一多个凹部，使得所述第一多个凹部中的每个凹部被配置为提供空间以容纳来自所述第一多个超导组件中的第一超导组件的至少一部分；
形成第二散热器，所述第二散热器具有第二表面和形成在所述第二表面中的第二多个凹部，使得所述第二多个凹部中的每个凹部被配置为提供空间以容纳来自所述第二多个超导组件中的第二超导组件的至少一部分；
将第一金属预成型件结合到所述第一散热器的至少第一部分，其中所述第一金属预成型件被配置为：当所述第一超导组件被按压成抵靠所述第一金属预成型件时符合所述第一超导组件的所述至少一部分，并且即使在所述第一金属预成型件上的第一压力被释放之后仍然保持形状；以及
将第二金属预成型件结合到所述第二散热器的至少第二部分，其中所述第二金属预成型件被配置为：在所述第二超导组件被按压成抵靠所述第二金属预成型件时符合所述第一超导组件的所述至少一部分，并且即使在所述第二金属预成型件上的第二压力被释放之后仍然保持形状。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述金属预成型件包括铟或铜。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括：用于铟涂覆所述第一多个超导组件中的每个超导组件的至少一个表面和所述第二多个超导组件中的每个超导组件的至少一个表面。
19.根据权利要求16所述的方法，还包括：将所述第一散热器和所述第二散热器中的每个散热器夹持到冷轨，以将热能从所述第一多个超导组件和所述第二多个超导组件中的每个超导组件传递到所述冷轨。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括：(1)使用第一弹簧板在所述第一金属预成型件的、与所述第一超导组件的第一表面直接接触的至少第一部分上施加第一夹持力，以及(2)使用第二弹簧板在所述第二金属预成型件的、与所述第二超导组件的第二表面直接接触的至少第二部分上施加第二夹持力。
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