ایالات متحده مواد نیمه هادی با رسانایی حرارتی بالا برای سرکوب گرمایش تراشه تولید می کند.
با افزایش تعداد ترانزیستورها در تراشه، عملکرد محاسباتی رایانه همچنان بهبود می‌یابد، اما چگالی بالا نیز نقاط داغ بسیاری را ایجاد می‌کند.
بدون فناوری مدیریت حرارتی مناسب، علاوه بر کاهش سرعت عملکرد پردازنده و کاهش قابلیت اطمینان، دلایلی نیز برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و نیاز به انرژی اضافی و ایجاد مشکلات ناکارآمدی انرژی وجود دارد. به منظور حل این مشکل، دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس در سال 2018 یک ماده نیمه هادی جدید با رسانایی حرارتی بسیار بالا ایجاد کرد که از آرسنید بور بدون نقص و فسفید بور تشکیل شده است که شبیه به مواد دفع کننده حرارت موجود است. الماس و کاربید سیلیکون نسبت، با بیش از 3 برابر هدایت حرارتی.
در ژوئن 2021، دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس، از مواد نیمه هادی جدید برای ترکیب با تراشه های کامپیوتری پرقدرت استفاده کرد تا با موفقیت تولید گرمای تراشه ها را سرکوب کند و در نتیجه عملکرد رایانه را بهبود بخشد. تیم تحقیقاتی نیمه هادی آرسنید بور را بین تراشه و هیت سینک به عنوان ترکیبی از هیت سینک و تراشه برای بهبود اثر اتلاف گرما قرار دادند و تحقیقاتی را در مورد عملکرد مدیریت حرارتی دستگاه واقعی انجام دادند.
پس از اتصال بستر آرسنید بور به نیمه هادی گالیم نیترید گالیم با شکاف انرژی گسترده، تأیید شد که رسانایی حرارتی رابط نیترید گالیوم/آرسنید بور تا 250 مگاوات بر متر مربع K است و مقاومت حرارتی رابط به سطح بسیار کمی رسیده است. زیرلایه آرسنید بور بیشتر با یک تراشه ترانزیستوری با تحرک الکترون بالا ترکیب شده است که از نیترید گالیم آلومینیوم/نیترید گالیم تشکیل شده است و تأیید می شود که اثر اتلاف گرما به طور قابل توجهی بهتر از الماس یا کاربید سیلیکون است.
تیم تحقیقاتی تراشه را با حداکثر ظرفیت کار کرد و نقطه داغ را از دمای اتاق تا بالاترین دما اندازه گیری کرد. نتایج تجربی نشان می‌دهد که دمای سینک حرارتی الماس 137 درجه سانتی‌گراد، هیت سینک کاربید سیلیکون 167 درجه سانتی‌گراد و هیت سینک آرسنید بور تنها 87 درجه سانتی‌گراد است. رسانایی حرارتی عالی این رابط از ساختار باند آوایی منحصر به فرد آرسنید بور و ادغام رابط ناشی می شود. ماده آرسنید بور نه تنها دارای رسانایی حرارتی بالایی است، بلکه دارای مقاومت حرارتی رابط کوچکی نیز می باشد.
می توان از آن به عنوان هیت سینک برای دستیابی به قدرت عملکرد بالاتر دستگاه استفاده کرد. انتظار می رود در آینده در ارتباطات بی سیم با ظرفیت بالا و مسافت های طولانی مورد استفاده قرار گیرد. می توان از آن در زمینه الکترونیک قدرت فرکانس بالا یا بسته بندی الکترونیکی استفاده کرد.
زمان ارسال: آگوست-08-2022