Stanford dyrker diamantlag ved 400 °C direkte på transistorer: opptil 70 °C lavere temperatur og 90 % i simuleringer. Klar for industriell bruk innen 2027.
© D. Novikov
Forskere ved Stanford-universitetet har presentert et gjennombrudd i kjøling av mikrobrikker med diamant. Teamet utviklet en metode for å dyrke et mikrometertykt diamantlag direkte på transistorer, noe som senket temperaturen med 70 °C i praktiske tester og med opptil 90 prosent i simuleringer.
Metoden angriper et kjerneproblem i moderne mikroelektronikk: overoppheting etter hvert som transistortettheten øker. I laboratoriet til professor Srabanti Chowdhury klarte forskerne for første gang å dyrke diamant ved rundt 400 °C – et nivå som er trygt for halvlederstrukturer. Tidligere krevde prosessen over 1000 °C og kunne ødelegge kretsene. Å lykkes ved denne lavere terskelen gjør at ideen ikke lenger fremstår som en kuriositet i laben, men som en realistisk vei videre.
Diamant har rekordhøy termisk ledningsevne – seks ganger høyere enn kobber – og fungerer dermed som en naturlig varmespreder. Den nye tilnærmingen bruker polykrystallinsk diamant som dyrkes med tilsatt oksygen for å fjerne urenheter og forbedre ledningsevnen. Den tynne filmen omslutter transistorene og leder varme langt mer effektivt enn tradisjonelle varmespredere.
Fremskrittet har allerede vekket oppmerksomhet hos DARPA og store brikkeprodusenter, blant dem TSMC, Micron og Samsung. Bred innføring av diamantkjøling er ventet innen 2027. Forskerne sier at gjennombruddet kan forlenge silisium-æraen og bane vei for kraftigere, mer energieffektive prosessorer – og potensialet her er vanskelig å overse.