Ochlaďte čipy uhlíkovými nanotrubicemi

Fujitsu Laboratories zveřejnily zprávu, dle které úspěšně nasadila uhlíkové nanotrubičky jako chladiče pro polovodičové prvky. Společnost se vrátila k tenkým trubicím jako k potenciální náhradě kovových chladičů, jež by bylo možné nasadit v budoucí generaci pozemních stanic pro mobilní telefony a případně i v dalších LSI systémech nebo čipech procesorů (LSI, Large Scale Integrated Circuit).

Ochlaďte čipy uhlíkovými nanotrubicemi


Fujitsu Laboratories zveřejnily zprávu, dle které úspěšně nasadila uhlíkové nanotrubičky jako chladiče pro polovodičové prvky. Společnost se vrátila k tenkým trubicím jako k potenciální náhradě kovových chladičů, jež by bylo možné nasadit v budoucí generaci pozemních stanic pro mobilní telefony a případně i v dalších LSI systémech nebo čipech procesorů (LSI, Large Scale Integrated Circuit).
Uhlíkové nanotrubice jsou v podstatě duté válce s průměrem několika nanometrů vyrobené z atomů uhlíku (nanometr je 1 miliontina milimetru). Od roku 1991, kdy byly objeveny, se staly předmětem mnoha výzkumů, jež se zaměřily na praktické využití jejich specifických vlastností. Jde například o schopnost vysoké průchodnosti proudu, nízký elektrický odpor srovnatelný s mědí a nízký tepelný odpor srovnatelný s diamantem. Poslední dvě vlastnosti jsou důležité právě pro oblast chlazení.
Současné vysoce výkonné zesilovače v základnách mobilních telefonů mají tranzistory přichyceny na kovových blocích propojených s chladičem, jenž odvádí vygenerované teplo. V tomto rozložení jsou tranzistory nad obvody desky, což vyžaduje jejich propojení s integrovanými obvody desky vodiči. To ovšem přináší nárůst indukčního odporu, který snižuje výkon zesilovače. Nové mobilní systémy budou pracovat s vyššími frekvencemi, jež si vyžádají větší výkonnost než dnešní, což problematiku vodičů mezi tranzistory a deskou ještě více zviditelní.
Jedno z možných řešení spočívá v propojení tranzistorů s integrovanými obvody pomocí malých kovových výstupků (nalepení čipů), ne vodičů. Toto řešení je výkonově perspektivní, ale problematické z hlediska odvodu vyprodukovaného tepla.
Pro vyřešení problému s teplem a vodivostí, respektive výkonem chtějí vědci Fujitsu využít uhlíkových nanotrubic. Jejich shluky by posloužily jako výše zmiňované kovové výstupky určené pro zachycení tranzistorů. Jejich šířka by byla 10 mikronů a výška 15 mikronů. Ve výsledku by zesilovače mohly získat až 2dB výkonu při frekvencích nad 3 GHz.





Komentáře