USA utvecklar halvledarmaterial med hög värmeledningsförmåga för att undertrycka spånuppvärmning.
Med ökningen av antalet transistorer i chippet fortsätter datorprestandan att förbättras, men den höga förtätningen ger också många hot spots.
Utan korrekt termisk hanteringsteknik, förutom att sakta ner processorns driftshastighet och minska tillförlitligheten, finns det också skäl för Förhindrar överhettning och kräver ytterligare energi, vilket skapar problem med energiineffektivitet.För att lösa detta problem utvecklade University of California, Los Angeles 2018 ett nytt halvledarmaterial med extremt hög värmeledningsförmåga, som är sammansatt av defektfri borarsenid och borfosfid, som liknar befintliga värmeavledningsmaterial som t.ex. diamant och kiselkarbid.förhållande, med mer än 3 gånger värmeledningsförmågan.
I juni 2021 använde University of California, Los Angeles, nya halvledarmaterial för att kombineras med högeffektsdatorchips för att framgångsrikt undertrycka värmegenereringen av chipsen och därigenom förbättra datorns prestanda.Forskargruppen satte in borarsenid-halvledaren mellan chipet och kylflänsen som en kombination av kylflänsen och chipet för att förbättra värmeavledningseffekten, och utförde forskning om den faktiska enhetens värmeledningsprestanda.
Efter bindning av borarsenidsubstratet till den breda energigapet galliumnitridhalvledaren, bekräftades det att den termiska konduktiviteten hos galliumnitrid/borarsenidgränssnittet var så hög som 250 MW/m2K, och gränssnittets termiska motstånd nådde en extremt liten nivå.Borarsenidsubstratet kombineras ytterligare med ett avancerat transistorchip med hög elektronrörlighet som består av aluminiumgalliumnitrid/galliumnitrid, och det bekräftas att värmeavledningseffekten är betydligt bättre än hos diamant- eller kiselkarbid.
Forskargruppen körde chippet med maximal kapacitet och mätte den heta platsen från rumstemperatur till högsta temperatur.De experimentella resultaten visar att temperaturen på diamantkylflänsen är 137°C, kiselkarbidkylflänsen är 167°C och borarsenidkylflänsen är endast 87°C.Den utmärkta värmeledningsförmågan hos detta gränssnitt kommer från den unika fononiska bandstrukturen hos borarsenid och integrationen av gränssnittet.Borarsenidmaterialet har inte bara hög värmeledningsförmåga, utan har också ett litet termiskt motstånd.
Den kan användas som kylfläns för att uppnå högre driftseffekt för enheten.Den förväntas användas i trådlös kommunikation med långa avstånd och hög kapacitet i framtiden.Den kan användas inom högfrekvent kraftelektronik eller elektronisk förpackning.
Posttid: 2022-08-08