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超薄 Silicon-28是超高效 CPU 的未来吗

时间:2022-05-23 09:49:45 来源:
导读 劳伦斯伯克利国家实验室宣称,研究人员发现了一种用于尖端处理器的新材料,其导热效率提高了 150% 。处理器中的热量产生是执行的一个重要

劳伦斯伯克利国家实验室宣称,研究人员发现了一种用于尖端处理器的新材料,其导热效率提高了 150% 。处理器中的热量产生是执行的一个重要问题,硅可以很好地隔热和阻碍冷却。随着新的超薄硅纳米线创新的应用,可以相信芯片将变得最小、高效,并且在这种普遍必要的变化中保持凉爽。已经尝试过的关键区别是使用了同位素去污染的硅 28 (Si-28)。

超薄硅纳米线技术能否通过更好的热传导提高处理器性能?

硅是温和而丰富的,但却是一种不幸的热导体。这个问题是微型计算机芯片,具有相当数量的以 GHz 速度计时的半导体,多年来一直困扰着研究人员。普通硅包含三种同位素:silicon-28、silicon-29 和silicon-30。Silicon-28 是最丰富的,约占标准硅的 92%。此外,很长一段时间以来,人们已经意识到 Si-28 是导热的最佳指南。每次清洁时,Si-28 产生的热量比普通硅高 10% 左右。尽管如此,该利益在不久前就被认定为无益。

劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员使用纯 Si-28 制造超薄纳米线,以促进更好的热传导。通过正确传导热量,结果提高了 150%,令人惊讶的是,预期只有 10% 到 20% 的改进。

电子显微镜表明,Si-28 纳米线具有更完美的玻璃状饰面,使它们不会遭受不良的声子混淆和原始硅纳米线热传输中的逃逸。此外,在纳米线上形成一层天然的 SiO2,保持声子有效地传输热量。

测试使用超薄硅纳米线技术效果的团队希望尝试更多的控制,而不是测量纳米线中的热传导。然而,研究人员难以获得材料,因为它们并不丰富。

该团队的研究结果确实对半导体技术的未来提出了令人兴奋的展望,以在消费级机器中找到更多用途。

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