Stanford visar genombrott i diamantkylning av mikrochip: mikrometertunn film odlad vid 400 °C sänker transistortemperaturen med 70 °C. Brett införande 2027.
© D. Novikov
Forskare vid Stanforduniversitetet har presenterat ett genombrott: kylning av mikrochip med diamanter. Teamet utvecklade en metod för att odla ett mikrometertunt diamantlager direkt på transistorns yta, vilket sänkte temperaturen med 70 °C i verkliga tester och med upp till 90 procent i simuleringar.
Metoden angriper ett kärnproblem i dagens mikroelektronik: överhettning när transistortätheten stiger. I ett laboratorium lett av professor Srabanti Chowdhury lyckades forskare för första gången odla diamant vid omkring 400 °C – en nivå som är säker för halvledarstrukturer. Tidigare krävdes temperaturer över 1000 °C, något som kunde förstöra kretsarna. Att nå denna lägre tröskel gör att konceptet kliver ut ur kuriosafacket och in på en praktiskt möjlig väg framåt.
Diamant har rekordhög värmeledningsförmåga – sex gånger högre än koppar – och är därför en naturlig värmespridare. Den nya ansatsen använder polykristallin diamant som odlas med tillsatt syre för att avlägsna orenheter och förbättra ledningsförmågan. Den tunna filmen omsluter transistorerna och för bort värme betydligt effektivare än traditionella kylflänsar.
Framsteget har redan fångat intresset hos DARPA och stora chiptillverkare, däribland TSMC, Micron och Samsung. En bred användning av diamantskylning förväntas till 2027. Forskarna säger att genombrottet kan förlänga kisel-eran och bana väg för kraftfullare, mer energieffektiva processorer. Med den bilden i åtanke är det svårt att bortse från löftet i den här tekniken.