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科学家开发基于新型聚合物的电路绝缘材料,助力解决芯片散热

2021-04-04 16:53
陈述根本
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文/陈根

英特尔创始人之一戈登·摩尔曾说过,集成电路上可以容纳的晶体管数目大约每经过18个月就会增加一倍。也就是说,处理器的性能每隔两年就会翻一倍。这句话作为经验之谈,一定程度上揭示了信息技术进步的速度,成为后来著名的“摩尔定律”。

然而,随着制程的不断演进,如何在保持良好的散热条件下,在更小的芯片上安装更多电路和电源已成为一个重要挑战,摩尔定律在近年来也有所放缓。

作为微型处理器,芯片的体积比较小,所以低介电常数材料往往是必要的,因为低介电常数材料可以限制电子串扰、电荷积累以及信号传播的延迟。然而,所有已知的低介质都表现出较低的导热性,这就使得高功率的芯片散热复杂化。

陈根:半导体新材料,助力解决芯片散热

另外,虽然二维共价有机框架结合了较大的永久性孔隙,可以导致低介电常数,其周期性的层状结构也能给予相对较高的导热系数。但是,传统的合成路线产生的2D材料并不适合应用到芯片的开发中。

针对这一问题,科学家们开发出了一种基于新型聚合物的电路绝缘材料,其拥有低电导和高传热性能,能够在较小的空间内达到较高的功率。

该材料只有一个原子那么厚,可以通过在特定的体系结构中对其进行分层来控制它们的性能。另外,其能够通过控制电流以消除信号串扰,使得电子产品能够进一步突破当前的性能极限。理想情况下,它还能够将电流引起的有害热量从电路中带走。

目前,科学家们正在通过改进生产高质量 2D 聚合物薄膜的方法来应用这种新的材料类别,试图满足在密集芯片上小型化晶体管的要求。未来,该材料有望在芯片制造行业发挥巨大的潜力,甚至超越摩尔定律。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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