半導體散熱效能的新研究

【本刊訊】加州大學洛杉磯分校(University of California at Los Angeles, UCLA)研究團隊積極尋找能解決積體電路的散熱問題。近期研發出全新的半導體材料砷化硼(defect-free boron arsenide),比起以往使用的材料更能有效解決吸放熱問題。

積體電路在近年越做越小,目前可達到奈米級尺度,而現今的晶片上更可容納數十億個電晶體。根據摩爾定律(Moore's Law),積體電路上可容納的電晶體數量,大約每隔2年便會增加1倍。一代比一代還小的積體電路,能夠使電腦運算速度加快,這也代表著電腦能處理的工作越多。但越多的運算便會導致更多的熱能產生。

晶片在高溫之下會產生兩大問題。第一,由於晶片尺寸縮小,相同的單位面積之下所受的熱能相對提高,晶片在運算過程中的高熱能會降低處理器的速度。第二,為了降低晶片溫度會消耗更多的能源。

UCLA胡氏(Yongjie Hu)及其研發團隊找出的砷化硼材料有著比現階段使用的材料高出3倍以上的熱傳導率(thermal conductivity),這代表於熱點上的熱能能夠快速地排出。

胡氏表示,這項技術有著極高的潛力,並有助於大大提升電子產品的效能,減少其能源需求。或許未來能取代現有的半導體材料,徹底地改變電腦處理器和其他電子產品及LED等設備的散熱管理設計。

新聞來源
Joon Sang Kang et al. Experimental observation of high thermal conductivity in boron arsenide, Science, 2018.

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