Транзисторы с «алмазным одеялом» показали рекордное охлаждение

Исследователи из Стэнфордского университета разработали революционный метод охлаждения транзисторов с помощью алмазов. Новая технология, при которой транзисторы «заворачивают» в интегрированный алмазный слой, позволила снизить температуру чипов на 70°C в реальных условиях и на 90% в симуляциях.

Как сообщает IEEE Spectrum, метод выращивания алмазного слоя непосредственно на полупроводниковых устройствах стал прорывом. Ранее создание алмазных слоев требовало температур выше 1000°C, что делало процесс несовместимым с электронными компонентами. Команде профессора Срабанти Чоудхури удалось снизить температуру выращивания до 400°C.

«Мы научились выращивать крупнозернистый поликристаллический алмаз вокруг устройств при 400°C»

Ключевым достижением стало использование кислорода в процессе, что предотвращает образование сажи и улучшает теплопроводность. Крупные кристаллы алмаза обеспечивают эффективное рассеивание тепла непосредственно от транзистора, что особенно важно для современных 3D-архитектур чипов.

Алмаз обладает теплопроводностью в шесть раз выше, чем у меди, что делает его идеальным материалом для решения проблем перегрева в микроэлектронике. Технология интегрируется с транзисторами на основе нитрида галлия (GaN) с кремниево-карбидной прослойкой.

Проект уже получил поддержку от DARPA, а Стэнфорд сотрудничает с TSMC, Micron и Samsung для коммерциализации технологии. Первые результаты ожидаются к 2027 году.

Эта разработка может стать критически важной для преодоления тепловых ограничений при переходе к 1-нм техпроцессам и более тонким нормам.