Els Estats Units desenvolupen materials semiconductors amb alta conductivitat tèrmica per suprimir l'escalfament dels xips.
Amb l'augment del nombre de transistors al xip, el rendiment informàtic de l'ordinador continua millorant, però l'alta densificació també produeix molts punts calents.
Sense una tecnologia de gestió tèrmica adequada, a més d'alentir la velocitat de funcionament del processador i reduir la fiabilitat, també hi ha raons per evitar el sobreescalfament i requereix energia addicional, creant problemes d'ineficiència energètica. Per resoldre aquest problema, la Universitat de Califòrnia, Los Angeles, va desenvolupar un nou material semiconductor amb una conductivitat tèrmica extremadament alta el 2018, que es compon d'arsenur de bor i fosfur de bor sense defectes, que és similar als materials de dissipació de calor existents, com ara diamant i carbur de silici. relació, amb més de 3 vegades la conductivitat tèrmica.
El juny de 2021, la Universitat de Califòrnia, Los Angeles, va utilitzar nous materials semiconductors per combinar-los amb xips d'ordinador d'alta potència per suprimir amb èxit la generació de calor dels xips, millorant així el rendiment de l'ordinador. L'equip d'investigació va inserir el semiconductor d'arsenur de bor entre el xip i el dissipador de calor com una combinació del dissipador de calor i el xip per millorar l'efecte de dissipació de la calor i va realitzar investigacions sobre el rendiment de gestió tèrmica del dispositiu real.
Després d'unir el substrat d'arsenur de bor al semiconductor de nitrur de gal·li amb gran bretxa energètica, es va confirmar que la conductivitat tèrmica de la interfície de nitrur de gal/arsenur de bor era de fins a 250 MW/m2K i la resistència tèrmica de la interfície va arribar a un nivell extremadament petit. El substrat d'arsenur de bor es combina a més amb un xip de transistor avançat d'alta mobilitat electrònica compost per nitrur de gal·li d'alumini/nitrur de gal·li, i es confirma que l'efecte de dissipació de calor és significativament millor que el del diamant o el carbur de silici.
L'equip d'investigació va operar el xip a la màxima capacitat i va mesurar el punt calent des de la temperatura ambient fins a la temperatura més alta. Els resultats experimentals mostren que la temperatura del dissipador de calor de diamant és de 137 °C, el dissipador de calor de carbur de silici és de 167 °C i el dissipador de calor d'arsenur de bor és de només 87 °C. L'excel·lent conductivitat tèrmica d'aquesta interfície prové de l'estructura de banda fonònica única de l'arsenur de bor i la integració de la interfície. El material d'arsenur de bor no només té una alta conductivitat tèrmica, sinó que també té una petita resistència tèrmica d'interfície.
Es pot utilitzar com a dissipador de calor per aconseguir una major potència de funcionament del dispositiu. S'espera que s'utilitzi en comunicacions sense fils de llarga distància i gran capacitat en el futur. Es pot utilitzar en el camp de l'electrònica de potència d'alta freqüència o l'embalatge electrònic.
Hora de publicació: 08-agost-2022