ארצות הברית מפתחת חומרים מוליכים למחצה בעלי מוליכות תרמית גבוהה לדיכוי חימום שבבים.
עם הגידול במספר הטרנזיסטורים בשבב, ביצועי המחשוב של המחשב ממשיכים להשתפר, אך הצפיפות הגבוהה מייצרת גם נקודות חמות רבות.
ללא טכנולוגיית ניהול תרמי נאותה, בנוסף להאטת מהירות הפעולה של המעבד והפחתת האמינות, ישנן גם סיבות למניעת התחממות יתר ודורשת אנרגיה נוספת, מה שיוצר בעיות של חוסר יעילות אנרגטית. על מנת לפתור בעיה זו, אוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס פיתחה בשנת 2018 חומר מוליכים למחצה חדש עם מוליכות תרמית גבוהה במיוחד, המורכב מבורון ארסניד נטול פגמים ובורון פוספיד, הדומה לחומרים קיימים לפיזור חום כמו למשל. יהלומים וסיליקון קרביד. יחס, עם יותר מפי 3 מוליכות תרמית.
ביוני 2021, אוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס, השתמשה בחומרים מוליכים למחצה חדשים לשילוב עם שבבי מחשב בעלי הספק גבוה כדי לדכא בהצלחה את ייצור החום של השבבים, ובכך לשפר את ביצועי המחשב. צוות המחקר הכניס את המוליך למחצה בורון ארסניד בין השבב לגוף הקירור כשילוב של גוף הקירור והשבב כדי לשפר את אפקט פיזור החום, וביצע מחקר על ביצועי הניהול התרמי של המכשיר בפועל.
לאחר הצמדת מצע הבורון ארסניד למוליכים למחצה גליום ניטריד רחב האנרגיה, אושר כי המוליכות התרמית של ממשק גליום ניטריד/בורון ארסניד הייתה גבוהה עד 250 MW/m2K, וההתנגדות התרמית של הממשק הגיעה לרמה קטנה ביותר. מצע הארסניד בורון משולב עוד יותר עם שבב טרנזיסטור מתקדם בניידות אלקטרונית גבוהה המורכב מאלומיניום גליום ניטריד/גליום ניטריד, ואושר כי אפקט פיזור החום טוב משמעותית מזה של יהלום או סיליקון קרביד.
צוות המחקר הפעיל את השבב בקיבולת המרבית, ומדד את הנקודה החמה מטמפרטורת החדר לטמפרטורה הגבוהה ביותר. תוצאות הניסוי מראות שהטמפרטורה של גוף קירור היהלום היא 137 מעלות צלזיוס, גוף קירור סיליקון קרביד הוא 167 מעלות צלזיוס, וגוף הקירור בורון ארסניד הוא רק 87 מעלות צלזיוס. המוליכות התרמית המעולה של ממשק זה מגיעה ממבנה הלהקה הפונונית הייחודית של בורון ארסניד והשילוב של הממשק. לחומר הארסניד בורון יש לא רק מוליכות תרמית גבוהה, אלא גם בעל התנגדות תרמית ממשק קטנה.
זה יכול לשמש כגוף קירור כדי להשיג כוח תפעול גבוה יותר של המכשיר. הוא צפוי לשמש בעתיד בתקשורת אלחוטית למרחקים ארוכים וביכולת גבוהה. זה יכול לשמש בתחום האלקטרוניקה בתדר גבוה או אריזה אלקטרונית.
זמן פרסום: אוגוסט-08-2022