Сполучені Штати розробляють напівпровідникові матеріали з високою теплопровідністю для придушення нагрівання мікросхем.
Зі збільшенням кількості транзисторів у чіпі обчислювальна продуктивність комп’ютера продовжує покращуватися, але висока щільність також створює багато гарячих точок.
Без належної технології управління температурою, окрім уповільнення швидкості роботи процесора та зниження надійності, також існують причини для запобігання перегріву та потреби додаткової енергії, що створює проблеми з енергоефективністю.Щоб вирішити цю проблему, Університет Каліфорнії в Лос-Анджелесі в 2018 році розробив новий напівпровідниковий матеріал із надзвичайно високою теплопровідністю, який складається з бездефектного арсеніду бору та фосфіду бору, подібного до існуючих матеріалів для розсіювання тепла, таких як алмаз і карбід кремнію.коефіцієнт теплопровідності більш ніж у 3 рази.
У червні 2021 року Каліфорнійський університет у Лос-Анджелесі використав нові напівпровідникові матеріали для поєднання з потужними комп’ютерними чіпами, щоб успішно придушити тепловиділення чіпів, тим самим підвищивши продуктивність комп’ютера.Дослідницька група вставила напівпровідник з арсеніду бору між чіпом і радіатором як комбінацію радіатора й чіпа, щоб покращити ефект розсіювання тепла, і провела дослідження ефективності управління температурою фактичного пристрою.
Після з’єднання підкладки арсеніду бору з напівпровідником нітриду галію з широкою енергетичною щілиною було підтверджено, що теплопровідність межі нітрид галію/арсенід бору досягає 250 МВт/м2K, а термічний опір інтерфейсу досяг надзвичайно малого рівня.Підкладка з арсеніду бору додатково поєднується з вдосконаленим транзисторним чіпом з високою мобільністю електронів, що складається з нітриду галію/нітриду галію, і підтверджено, що ефект розсіювання тепла значно кращий, ніж у алмазу або карбіду кремнію.
Дослідницька група використовувала чіп на максимальній потужності та вимірювала гарячу точку від кімнатної до найвищої температури.Результати експерименту показують, що температура радіатора з алмазу становить 137°C, радіатора з карбіду кремнію — 167°C, а радіатора з арсеніду бору — лише 87°C.Відмінна теплопровідність цього інтерфейсу походить від унікальної фононної зонної структури арсеніду бору та інтеграції інтерфейсу.Матеріал арсеніду бору не тільки має високу теплопровідність, але також має невеликий термічний опір поверхні розділу.
Його можна використовувати як радіатор для досягнення більшої робочої потужності пристрою.Очікується, що в майбутньому він буде використовуватися для бездротового зв’язку на великій відстані з високою пропускною здатністю.Його можна використовувати в галузі високочастотної силової електроніки або електронної упаковки.
Час публікації: 8 серпня 2022 р