Material Avanzado de Gestión Térmica Mejora Enfriamiento y Rendimiento de Computadoras

Los procesadores de computadora se han reducido a escalas nanométricas a lo largo de los años, con miles de millones de transistores en un solo chip. Si bien el mayor número de transistores ayuda a que las computadoras sean más rápidas y potentes, también genera más puntos calientes en un espacio altamente condensado. Sin una forma eficiente de disipar calor durante la operación, los procesadores se ralentizan y resultan en computación poco fiable e ineficiente. Además, el calor altamente concentrado y las temperaturas elevadas en los chips requieren energía extra para evitar que los procesadores se sobrecalienten.

Se desarrolló un material de gestión térmica ultraalto, arseniuro de boro libre de defectos, que es más efectivo atrayendo y disipando calor que otros materiales metálicos o semiconductores conocidos como diamante y carburo de silicio. Los investigadores integraron el material en chips de computadora con transistores de banda ancha de última generación de nitruro de galio llamados transistores de alta movilidad de electrones (HEMT).

Al ejecutar los procesadores a capacidad casi máxima, los chips que usaron arseniuro de boro como disipador de calor mostraron un aumento máximo de temperatura desde temperatura ambiente a casi 188 °F (87 °C). Esto es significativamente menor que los chips que usan diamante para disipar calor, con temperaturas que suben a aproximadamente 278 °F (137 °C) o los que tienen carburo de silicio mostrando un aumento de calor a unos 332 °F (167 °C).

Estos resultados muestran claramente que los dispositivos de arseniuro de boro pueden sostener una potencia de operación mucho mayor que los procesadores que usan materiales de gestión térmica tradicionales. El arseniuro de boro es ideal para gestión de calor porque no solo exhibe excelente conductividad térmica sino que también muestra baja resistencia al transporte de calor. Cuando el calor cruza un límite de un material a otro, típicamente hay cierta desaceleración para entrar en el siguiente material. El material de arseniuro de boro tiene una resistencia de límite térmico muy baja.

El equipo también ha desarrollado fosfuro de boro como otro excelente candidato para disipador de calor. Durante sus experimentos, los investigadores primero ilustraron la forma de construir una estructura semiconductor usando arseniuro de boro y luego integraron el material en un diseño de chip HEMT.

Para más información, contacte a Christine Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita tener JavaScript habilitado para verla..