Gli Stati Uniti sviluppano materiali semiconduttori con elevata conduttività termica per sopprimere il riscaldamento dei chip.
Con l'aumento del numero di transistor nel chip, le prestazioni di calcolo del computer continuano a migliorare, ma l'elevata densità produce anche molti punti caldi.
Senza un'adeguata tecnologia di gestione termica, oltre a rallentare la velocità di funzionamento del processore e a ridurre l'affidabilità, ci sono anche ragioni per prevenire il surriscaldamento e richiedere energia aggiuntiva, creando problemi di inefficienza energetica. Per risolvere questo problema, nel 2018 l'Università della California, a Los Angeles, ha sviluppato un nuovo materiale semiconduttore con conduttività termica estremamente elevata, composto da arseniuro di boro e fosfuro di boro privi di difetti, simile ai materiali di dissipazione del calore esistenti come diamante e carburo di silicio. rapporto, con più di 3 volte la conduttività termica.
Nel giugno 2021, l’Università della California, a Los Angeles, ha utilizzato nuovi materiali semiconduttori da combinare con chip di computer ad alta potenza per sopprimere con successo la generazione di calore dei chip, migliorando così le prestazioni del computer. Il gruppo di ricerca ha inserito il semiconduttore di arseniuro di boro tra il chip e il dissipatore di calore come una combinazione del dissipatore di calore e del chip per migliorare l'effetto di dissipazione del calore e ha svolto ricerche sulle prestazioni di gestione termica del dispositivo reale.
Dopo aver incollato il substrato di arseniuro di boro al semiconduttore di nitruro di gallio ad ampio gap energetico, è stato confermato che la conduttività termica dell'interfaccia nitruro di gallio/arseniuro di boro era pari a 250 MW/m2K e che la resistenza termica dell'interfaccia raggiungeva un livello estremamente basso. Il substrato di arseniuro di boro è ulteriormente combinato con un chip transistor avanzato ad alta mobilità elettronica composto da nitruro di gallio e alluminio/nitruro di gallio, e si conferma che l'effetto di dissipazione del calore è significativamente migliore di quello del diamante o del carburo di silicio.
Il gruppo di ricerca ha utilizzato il chip alla massima capacità e ha misurato il punto caldo dalla temperatura ambiente alla temperatura più alta. I risultati sperimentali mostrano che la temperatura del dissipatore di calore del diamante è 137°C, il dissipatore di calore del carburo di silicio è 167°C e il dissipatore di calore dell'arseniuro di boro è solo 87°C. L'eccellente conduttività termica di questa interfaccia deriva dall'esclusiva struttura a banda fononica dell'arseniuro di boro e dall'integrazione dell'interfaccia. Il materiale arseniuro di boro non solo ha un'elevata conduttività termica, ma ha anche una piccola resistenza termica dell'interfaccia.
Può essere utilizzato come dissipatore di calore per ottenere una maggiore potenza operativa del dispositivo. Si prevede che in futuro verrà utilizzato nelle comunicazioni wireless a lunga distanza e ad alta capacità. Può essere utilizzato nel campo dell'elettronica di potenza ad alta frequenza o dell'imballaggio elettronico.
Orario di pubblicazione: 08 agosto 2022