Stanford-áttörés a mikrochipek gyémánt hűtésében: 400°C-on növesztett réteg 70°C hőmérséklet-csökkenést eredményez. DARPA és TSMC érdeklődik, 2027-re várható bevezetés.
© D. Novikov
A Stanford Egyetem kutatói áttörést mutattak be a mikrochipek gyémánttal történő hűtésében. A csapat olyan eljárást dolgozott ki, amellyel mikrométer-vastag gyémántréteg növeszthető közvetlenül a tranzisztorok felületére; a valós tesztekben ez 70 Celsius-fokos hőmérséklet-csökkenést hozott, szimulációkban pedig akár 90%-os mérséklődést.
A módszer a modern mikroelektronika egyik kulcsproblémáját célozza: a túlmelegedést, amely a tranzisztorsűrűség növekedésével csak fokozódik. Srabanti Chowdhury professzor által vezetett laborban a kutatók elsőként növesztettek gyémántot nagyjából 400 °C-on — ez a szint biztonságos a félvezető struktúrák számára. A korábbi eljárások 1000 °C feletti hőmérsékletet követeltek, ami tönkretehette az áramköröket. Az, hogy sikerült a folyamatot ezen az alacsonyabb küszöbön megvalósítani, kiemeli a koncepciót a puszta laboratóriumi érdekességek közül, és valódi, járható irányt ad.
A gyémánt rekord hővezető-képességgel bír — hatszorosa a rézének —, így természetes hőeloszlató. Az új megközelítés oxigén hozzáadásával növesztett, polikristályos gyémántot használ: a hozzáadott oxigén eltávolítja a szennyeződéseket és javítja a hővezetést. Ez a vékony filmréteg körbeveszi a tranzisztorokat, és sokkal hatékonyabban vezeti el a hőt, mint a hagyományos hűtőbordák.
A fejlemény máris felkeltette a DARPA és több nagy chipgyártó, köztük a TSMC, a Micron és a Samsung figyelmét. A gyémánthűtés széles körű bevezetését 2027-re várják. A kutatók szerint az áttörés meghosszabbíthatja a szilícium korszakát, és utat nyithat erősebb, energiahatékonyabb processzorok előtt — az ígéret erejét nehéz figyelmen kívül hagyni.