Diamantlaag op transistoren koelt chips tot 70°C lager

Wetenschappers van Stanford University presenteren een grote stap in het koelen van microchips met diamant. Het team vond een manier om een micrometerdikke diamandlaag direct op het oppervlak van transistoren te laten aangroeien. In praktijktests daalde de temperatuur met 70°C; simulaties lieten reducties tot wel 90% zien.

De techniek pakt een kernprobleem van de moderne micro-elektronica aan: oververhitting naarmate de dichtheid van transistoren toeneemt. In het laboratorium van professor Srabanti Chowdhury is voor het eerst diamant gegroeid bij circa 400°C — een niveau dat veilig is voor halfgeleiderstructuren. Eerdere methoden vroegen temperaturen boven de 1000°C en konden de schakelingen beschadigen. Juist dat lagere temperatuurbereik tilt het idee van curiositeit naar een uitvoerbare route vooruit.

Diamant staat bekend om zijn uitzonderlijke thermische geleidingsvermogen — zes keer hoger dan koper — en werkt daardoor als een natuurlijke warmteverspreider. De nieuwe aanpak gebruikt polykristallijn diamant, gegroeid met extra zuurstof om onzuiverheden te verwijderen en de geleiding te verbeteren. Deze dunne film omhult de transistoren en voert warmte veel efficiënter af dan traditionele koellichamen.

De doorbraak heeft inmiddels de aandacht getrokken van DARPA en grote chipfabrikanten als TSMC, Micron en Samsung. Brede invoering van diamantkoeling wordt tegen 2027 verwacht. Volgens de onderzoekers kan dit de siliciumperiode verlengen en de weg vrijmaken voor krachtigere, energiezuinigere processoren — en die belofte valt moeilijk te negeren.