Stanford opracował diamentowe chłodzenie mikroczipów: warstwa diamentu rośnie przy 400°C, obniża temperaturę tranzystorów o 70°C. Wdrożenie do 2027.
© D. Novikov
Naukowcy ze Stanfordu ogłosili przełom w chłodzeniu mikroczipów z pomocą diamentów. Zespół opracował sposób wzrostu mikrometrowej warstwy diamentu bezpośrednio na powierzchni tranzystorów, co w realnych testach obniżało ich temperaturę o 70°C, a w symulacjach — nawet o 90%.
Technika uderza w centralny problem współczesnej mikroelektroniki: przegrzewanie przy rosnącej gęstości upakowania tranzystorów. W laboratorium kierowanym przez profesor Srabanti Chowdhury po raz pierwszy wyhodowano diament w około 400°C — to poziom bezpieczny dla struktur półprzewodnikowych. Wcześniejsze metody wymagały temperatur przekraczających 1000°C i groziły uszkodzeniem układów. Sprowadzenie procesu do niższego progu zamienia go z laboratoryjnej ciekawostki w realny kierunek rozwoju.
Diament ma rekordową przewodność cieplną — sześciokrotnie wyższą niż miedź — dlatego jest naturalnym rozpraszaczem ciepła. Nowe podejście wykorzystuje diament polikrystaliczny, hodowany z dodatkiem tlenu, aby usunąć zanieczyszczenia i poprawić przewodnictwo. Taka cienka powłoka otacza tranzystory i odprowadza ciepło znacznie skuteczniej niż tradycyjne radiatory.
Na ten postęp zwróciły już uwagę DARPA oraz czołowi producenci układów, w tym TSMC, Micron i Samsung. Powszechne wdrożenie diamentowego chłodzenia jest spodziewane do 2027 roku. Zespół badawczy podkreśla, że osiągnięcie może wydłużyć erę krzemu i otworzyć drogę do mocniejszych, a przy tym oszczędniejszych procesorów — i trudno nie oprzeć się wrażeniu, że to obietnica, której nie sposób zignorować.