미국에서는 칩 발열을 억제하기 위해 열전도율이 높은 반도체 소재를 개발하고 있다.
칩의 트랜지스터 수가 증가함에 따라 컴퓨터의 컴퓨팅 성능은 지속적으로 향상되지만 고밀도화로 인해 핫스팟도 많이 생성됩니다.
적절한 열 관리 기술이 없으면 프로세서의 작동 속도가 느려지고 신뢰성이 떨어지는 이유 외에도 과열을 방지하고 추가 에너지가 필요해 에너지 비효율 문제가 발생하는 이유도 있습니다.이 문제를 해결하기 위해 UCLA(University of California, Los Angeles)는 2018년에 열전도율이 매우 높은 새로운 반도체 소재를 개발했는데, 이는 결함이 없는 붕소비소와 붕소인화물로 구성되어 있으며, 이는 기존의 방열재료와 유사하다. 다이아몬드와 탄화규소.열전도율이 3배 이상 높습니다.
2021년 6월, 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스 캠퍼스는 새로운 반도체 소재를 사용해 고전력 컴퓨터 칩과 결합해 칩의 발열을 억제하는 데 성공해 컴퓨터 성능을 향상시켰다.연구팀은 방열 효과를 높이기 위해 방열판과 칩의 결합으로 칩과 방열판 사이에 붕소비소 반도체를 삽입해 실제 소자의 열관리 성능에 대한 연구를 진행했다.
에너지 갭이 넓은 질화갈륨 반도체에 붕소비소 기판을 접합한 후, 질화갈륨/비소화붕소 계면의 열전도도는 250MW/m2K로 높고, 계면 열저항은 극히 작은 수준에 도달한 것을 확인하였다.붕소 비소 기판은 알루미늄 갈륨 질화물/갈륨 질화물로 구성된 첨단 고전자 이동도 트랜지스터 칩과 추가로 결합되어 다이아몬드나 탄화 규소보다 방열 효과가 훨씬 더 우수하다는 것이 확인되었습니다.
연구팀은 칩을 최대 용량으로 구동해 상온부터 최고 온도까지 핫스팟을 측정했다.실험 결과에 따르면 다이아몬드 방열판의 온도는 137°C, 탄화규소 방열판은 167°C, 붕소 비소 방열판은 87°C에 불과합니다.이 인터페이스의 뛰어난 열 전도성은 붕소 비소의 독특한 음운 밴드 구조와 인터페이스의 통합에서 비롯됩니다.붕소 비소 재료는 열 전도성이 높을 뿐만 아니라 인터페이스 열 저항도 작습니다.
더 높은 장치 작동 전력을 달성하기 위해 방열판으로 사용할 수 있습니다.향후 장거리, 대용량 무선통신에 활용될 것으로 기대된다.고주파 전력 전자 또는 전자 패키징 분야에서 사용할 수 있습니다.
게시 시간: 2022년 8월 8일