Açıklayıcı bir yöntem, elektroniği soğutma şeklimizi köklü bir şekilde değiştirebilir. Bu, yeni soğutucular veya ısı emicilerle ilgili değil, doğrudan çipin mimarisine entegre edilmiş radikal bir çözüm. Transistörler daha yakın bir şekilde yerleştirildiğinde, geleneksel soğutma sistemleri yerel sıcak noktalara dayanamaz, özellikle karmaşık 3D çip yığınlarında. Uzmanlar ekibi, doğanın en etkili ısı iletkenlerinden biri olan elmas kullanarak alışılmadık bir çıkış yolu buldu.
İnovasyonlarının özü, yarı iletken elemanın üzerine mikroskobik bir elmas tabaka büyütmeyi içeriyor, her transistörün etrafına uygulamak yerine. Ana atılım, bu süreci gerçek dünya üretimi için uyarlamaktı. Daha önce, bir elmas film oluşturmak 1.000°C'nin üzerinde sıcaklıklar gerektiriyordu, bu da transistörlerin kendilerini yok ederdi. Yeni teknik, büyüme sıcaklığını 400°C'ye düşürüyor, bu da modern çip malzemeleri için güvenli bir eşik.
Radyo frekansı transistörleri ile yapılan testlerde, aktif sıcak noktadaki sıcaklık 70°C düştü. Bilgisayar simülasyonları, daha etkileyici bir sonuç öngördü - ısıtmanın %90 oranında azalması. Bu teknoloji, TSMC ve Samsung gibi büyük yarı iletken endüstrisi oyuncularının dikkatini şimdiden çekti. Yöntemin ilk pratik uygulamalarının 2027'de ortaya çıkması bekleniyor.
Bu keşif, soğutmanın artık birincil sınırlayıcı faktör olmadığı daha güçlü ve kompakt elektronik cihazlar yaratma kapısını açıyor. Mitsubishi Electric'in daha önce tek kristal elmas alt tabakasına bağlı çok hücreli GaN-HEMT transistörü tanıttığını belirtmekte fayda var, ancak onların yaklaşımı yukarıdakinden farklı. Onların yöntemi, bitmiş bir transistörü standart alt tabakayı değiştiren katı bir elmas levhaya aktarmayı içeriyor. Bu teknikle ilgili ana zorluk, malzemelerin termal genleşmesini yönetmek ve deforme olmayı ve yapısal hasarı önlemektir.
Bu tür entegre soğutma uygulamak, ana bileşenlerin çalışma sıcaklığını dramatik bir şekilde düşürebilir. Bu, termal bir duvara çarpmadan daha güçlü ve kompakt elektroniğin geliştirilmesine olanak tanır. Geleceğe baktığımızda, bu sadece işlemciler ve sunucular için bir performans artışı değil, aynı zamanda önemli enerji tasarrufları anlamına geliyor. Ancak, kalan kritik soru nihai maliyet.