Производители чипов экспериментируют с альтернативными материалами подложки, позволяющими повысить тактовые частоты в два раза и более

Тепло – враг электроники, и последние линейки самых передовых высокопроизводительных процессоров по тепловыделению превосходят все предшествующие аналоги. Так дальше продолжаться не может, и в Силиконовой Долине это понимают. К счастью, ведущие мировые производители чипов уже экспериментируют с материалами, которые потенциально позволяют значительно снизить нагрев процессоров под интенсивной нагрузкой. В частности, инженерам удалось заставить чип Nvidia работать в три раза быстрее на алмазной подложке.

Возглавляет это направление компания Diamond Foundry из Сан-Франциско, которая занимается лабораторным выращиванием кристаллов синтетических алмазов. Предприятие уже изготовило сотни синтетических алмазных «вафель» шириной 4 дюйма и толщиной менее 3 мм. Идея состоит в том, чтобы частично заменить электрически неактивный материал в традиционной микросхеме прослойкой из синтетического алмаза, который обладает отличной теплопроводностью.

Мартин Рошайзен (Martin Roscheisen), генеральный директор Diamond Foundry, в своем интервью The Wall Street Journal заявил, что чипы, в которых используются синтетические алмазные вафли, могут стабильно работать с удвоенными скоростями, и это не предел. В лаборатории инженерам компании уже удалось разогнать один из наиболее мощных чипов Nvidia до втрое большей скорости относительно его номинальной базовой частоты.

Рошайзен сообщил, что Diamond Foundry в настоящее время ведет переговоры с ведущими производителями чипов и электронных устройств, а также с контрагентами из оборонной отрасли, на тему модернизации микросхем и устройств в указанном направлении. Основной задачей на этом пути, добавил Рошайзен, является удешевление производства синтетических алмазов.

Diamond Foundry – не единственный потенциальный производитель альтернативных подложек для микросхем. Компания Coherent занимается изготовлением поликристаллических алмазных вафель, еще одна фирма, под названием Element Six, предлагает заготовки большего размера, которые могут использоваться в виде прослойки между чипом и радиатором.

В сентябре компания Intel представила стеклянную подложку для микросхем следующего поколения, над которой они работают уже более десяти лет. По сравнению с органическими материалами, используемыми в современных подложках, стекло обладает лучшими физическими, термическими и оптическими свойствами, что позволяет повысить плотность электрических цепей в 10 раз. Кроме того, более ровная поверхность стекла обеспечивает полуторакратное снижение оптических искажений, что позволяет увеличить глубину фокуса на этапе литографии.

На данный момент, по словам Intel, они надеются, что смогут предложить первый серийный продукт со стеклянной подложкой во второй половине текущего десятилетия.