En effet, le premier obstacle à la miniaturisation est le risque de surchauffe des circuits électroniques excités par le déplacement des électrons. Plusieurs solutions ont alors été adoptées, des traditionnels radiateurs surmontés de ventillateurs aux systèmes de Watercooling (principe analogue mais le refroidissement du radiateur est assuré par un flux continu d'eau).
Plus récemment, certains bidouilleurs ont utilisé des "plaques à effet Peltier" pour attirer la chaleur vers l'exterieur du composant : A l'interieur de cette plaque en métal, un flux d'électrons permet de transférer la chaleur d'un côté à l'autre de celle-ci. Cependant, cette technique nécessite que le contact thermique entre ces plaques et le microprocesseur soit d'excellente qualité. Par ailleurs, pour arriver à la surface du conducteur Peltier, le flux de chaleur doit traverser tout le microprocesseur et donc la zone comprise entre les points chauds et la surface externe du processeur est chaude en permanence !
L'idée de l'équipe californienne dirigée par Xiaofeng Fan est simple : miniaturiser ces plaques Peltier ! Et ils sont en passe de réussir leur pari puisque sur des modèles expérimentaux de 50 microns (un vingtième de milimètre !) constitués d'une superposition de 200 couches de semiconducteurs de 10 nanomètres (astucieux mélange de silicium, de germanium et de carbone), ils sont parvenu à réduire la température de 7°C.