Statele Unite dezvoltă materiale semiconductoare cu conductivitate termică ridicată pentru a suprima încălzirea cipurilor.
Odată cu creșterea numărului de tranzistori din cip, performanța de calcul a computerului continuă să se îmbunătățească, dar densificarea ridicată produce și multe puncte fierbinți.
Fără o tehnologie adecvată de management termic, pe lângă încetinirea vitezei de funcționare a procesorului și reducerea fiabilității, există și motive pentru Previne supraîncălzirea și necesită energie suplimentară, creând probleme de ineficiență energetică. Pentru a rezolva această problemă, Universitatea din California, Los Angeles a dezvoltat un nou material semiconductor cu o conductivitate termică extrem de ridicată în 2018, care este compus din arseniură de bor și fosfură de bor fără defecte, care este similar cu materialele existente de disipare a căldurii, cum ar fi diamant și carbură de siliciu. raport, cu mai mult de 3 ori conductivitatea termică.
În iunie 2021, Universitatea din California, Los Angeles, a folosit noi materiale semiconductoare pentru a se combina cu cipuri de computer de mare putere pentru a suprima cu succes generarea de căldură a cipurilor, îmbunătățind astfel performanța computerului. Echipa de cercetare a introdus semiconductorul de arseniură de bor între cip și radiator ca o combinație a radiatorului și cip pentru a îmbunătăți efectul de disipare a căldurii și a efectuat cercetări privind performanța managementului termic al dispozitivului real.
După lipirea substratului de arseniură de bor la semiconductorul de nitrură de galiu cu decalaj mare de energie, s-a confirmat că conductibilitatea termică a interfeței nitrură de galiu/arseniură de bor a fost de până la 250 MW/m2K, iar rezistența termică a interfeței a atins un nivel extrem de mic. Substratul de arseniură de bor este combinat în continuare cu un cip avansat de tranzistor cu mobilitate ridicată a electronilor, compus din nitrură de galiu aluminiu/nitrură de galiu și se confirmă că efectul de disipare a căldurii este semnificativ mai bun decât cel al diamantului sau carburii de siliciu.
Echipa de cercetare a operat cipul la capacitatea maximă și a măsurat punctul fierbinte de la temperatura camerei la cea mai ridicată temperatură. Rezultatele experimentale arată că temperatura radiatorului cu diamant este de 137 °C, radiatorul cu carbură de siliciu este de 167 °C, iar radiatorul cu arseniură de bor este de numai 87 °C. Conductivitatea termică excelentă a acestei interfețe provine din structura unică de bandă fonică a arseniurii de bor și din integrarea interfeței. Materialul de arseniură de bor nu numai că are o conductivitate termică ridicată, dar are și o rezistență termică de interfață mică.
Poate fi folosit ca radiator pentru a obține o putere de operare mai mare a dispozitivului. Se așteaptă să fie utilizat în comunicații wireless la distanță lungă și de mare capacitate în viitor. Poate fi folosit în domeniul electronicii de putere de înaltă frecvență sau al ambalajelor electronice.
Ora postării: august-08-2022