ماده‌ای که آینده صنعت پردازنده را تغییر می‌دهد

اخیراً پژوهشگران صنعت نیمه‌هادی ماده‌ای با نام Si-28 یافته‌اند که می‌تواند با کارایی بسیار بالایی حرارت را از خود عبور دهد و برای پردازنده‌های بسیار قدرتمند قابل استفاده است. آیا سیلیکون-28 می‌تواند انقلابی در صنعت تراشه ایجاد کند؟

دانشمندان و پژوهشگران آزمایشگاه ملی لارنس برکلی (Lawrence Berkeley National Laboratory) اخیراً ماده‌ای به نام Silicon-28 یافته‌اند که می‌تواند با کارایی 150 درصد بیشتر از مواد حال حاضر حرارت را از خود عبور دهد. همانطور که می‌دانید دفع گرما و حرارت یک مسئله‌ی بسیار مهم در تولید و عمکلرد پردازنده‌ها است.

به گفته‌ی پژوهشگران، هم‌اکنون با به کارگیری فناوری جدید نانوسیم‌های سیلیکونی فوق باریک (Ultrathin Silicon Nanowire) می‌توان تراشه‌هایی در ابعاد کوچک و با کارایی بالا تولید کرد که هنگام کار هم خنک باقی می‌مانند. تفاوت اصلی این تراشه‌ها با پردازنده‌های قبلی هم استفاده از ایزوتوپ خالص Si-28 است.

آیا تکنولوژی نانوسیم‌های سیلیکونی فوق باریک می‌توانند عملکرد بهتری در دفع حرارت داشته باشند؟

همانطور که می‌دانید عنصر سیلیکون روی کره زمین فراوان است، اما تنها مشکل این عنصر پرکاربرد آن است که Si نمی‌تواند حرارت را به خوبی از خود عبور دهد؛ به عبارت بهتر عنصر سیلیکون رسانای خوبی برای گرما نیست. این ایراد جزئی در مقیاس تراشه‌ها و پردازنده‌های کوچک به یک معضل بزرگ تبدیل می‌شود که تا کنون دانشمندان بسیاری را گرفتار خود کرده است.

سیلیکون معمولی شامل سه ایزوتوپ Silicon-30، Silicon-29 و Silicon-28 می‌شود که از میان آن‌ها سیلیکون-28 بیشترین فراوانی را دارد و حدود 92 درصد کل سیلیکون موجود را شامل می‌شود. افزون بر این، اثبات شده که Si-28 بیشترین رسانایی گرمایی را نیز دارد.

از این رو پژوهشگران LBNL با استفاده از سیلیکون-28 خالص نانوسیم‌های بسیار ظریفی تولید کردند. در ادامه‌ی آزمایش هرچند انتظار داشتند این نانوسیم‌ها حدود 10 تا 20 درصد در دفع حرارت عمل کنند، مشاهده نمودند که این ماده‌ی جدید می‌توان 150 درصد عبور حرارت را بهبود بخشد.

در همین رابطه بخوانید:

- جنگ جهانی بر سر تراشه ؛ آیا چین به تایوان حمله خواهد کرد؟
- نگرانی‌ها از وابستگی جهان به TSMC؛ عبور از صنایع نیمه هادی تایوان چقدر پرهزینه خواهد بود؟
- سامسونگ با سرمایه گذاری 116 میلیارد دلاری در بخش نیمه هادی به جنگ TSMC می‌رود

میکروسکوپ الکترونی نشان می‌دهد این نانوسیم‌های سیلیکون-28 جنس بی‌عیب و شیشه‌ای دارند که عبور حرارت را آسان‌تر می‌کند. همچنین یک لایه‌ی نازک از سیلیکون اکسید (SiO₂) هم روی این مواد نقش می‌بندد که این ماده هم به رسانایی نانوسیم‌ها کمک می‌کند.

نظر شما در مورد یافته‌های جدید پژوهشگران صنعت نیمه‌هادی چیست؟ آیا Si-28 می‌تواند مشکلات حرارتی پردازنده‌ها و تراشه‌ها را حل کند یا هنوز برای این‌گونه صحبت‌ها زود است؟