তামার বাইরে: কীভাবে উচ্চ তাপ পরিবাহিতা হীরা দ্রুত এবং আরও নির্ভরযোগ্য সেমিকন্ডাক্টর কুলিং সক্ষম করে

বিশুদ্ধ তামা প্রায় 400 W/m·K এর তাপ পরিবাহিতা সহ, কয়েক দশক ধরে একটি অর্ধপরিবাহী তাপ অপব্যবহার সাবস্ট্রেট হিসাবে ব্যবহৃত হচ্ছে। বর্তমান যুগে যেখানে AI GPU গুলি 1000W-এর বেশি এবং SiC/GaN পাওয়ার মডিউলগুলির তাপ প্রবাহের ঘনত্ব 1000 W/cm² এর বেশি, তামার শারীরিক সীমা পৌঁছে গেছে: হটস্পটগুলি দ্রুত ছড়িয়ে দেওয়া যায় না, চিপ জংশনের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়, ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাসকে ট্রিগার করে এবং তাপমাত্রায় 10% থেকে 5 ডিগ্রী পর্যন্ত হ্রাস পায়। সিলিকন (2.6)/SiC এর সাথে CTE (16.7 পিপিএম/ডিগ্রী) এর অমিলের কারণে প্যাকেজটিও বিচ্ছিন্ন ও বিচ্ছিন্ন হয়।
উচ্চ তাপ পরিবাহিতা সিন্থেটিক হীরা(পলিক্রিস্টালাইন CVD 1500–2000 W/m·K, একক ক্রিস্টাল IIa 2200–2400 W/m·K) তামার তুলনায় 5-5.5 গুণ, যার CTE মাত্র 1-2 পিপিএম/ডিগ্রী, চিপের সাথে প্রায় শূন্য তাপীয় অমিল অর্জন করে; এটি একটি বৈদ্যুতিক নিরোধকও, যা বেয়ার ডাইসকে সরাসরি সংযুক্ত করার অনুমতি দেয় এবং এটি 1200 ডিগ্রি এবং 3.5 g/cm³ (তামা 9) এর ঘনত্ব সহ্য করতে পারে। CVD ডায়মন্ড হিট সিঙ্ক GPU জংশন তাপমাত্রাকে 15-25 ডিগ্রি কমিয়ে দেয়, 10-22% কম্পিউটিং শক্তি ছেড়ে দেয়; ডায়মন্ড-তামার কম্পোজিট (ডায়ামন্ড/Cu, 40-60% ভলিউম ভগ্নাংশ) 600–1000 W/m·K, খরচ এবং উত্পাদন ক্ষমতার ভারসাম্য বজায় রাখে এবং AI সার্ভার এবং অটোমোটিভ-গ্রেড SiC ইনভার্টারগুলির জন্য প্রধান উৎপাদন শক্তি হয়ে উঠেছে।

সংগ্রহের সিদ্ধান্ত: এটি "প্রতিস্থাপন করবেন কি না" সম্পর্কে নয়, "কীভাবে কনফিগার করবেন"।
ফ্ল্যাগশিপ HPC/RF GaN: একক ক্রিস্টাল/মাল্টি-ক্রিস্টাল CVD ডায়মন্ড হিট সিঙ্ক + Ti/Pt/Au মেটালাইজেশন, কাছাকাছি-জংশন তাপ অপচয়;
মূলধারার এআই সার্ভার/অটোমোটিভ-গ্রেড পাওয়ার: ডায়মন্ড/কিউ কম্পোজিট সাবস্ট্রেট, সিটিই সিআইসি-এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ;
ভ্যাকুয়াম চেম্বার এবং ক্যারিয়ার: টংস্টেন কপার, ইলেকট্রনিক প্যাকেজিংয়ের জন্য মলিবডেনাম কপার, ওয়েফার হোল্ডারদের জন্য টাইটানিয়াম খাদ এবং ভ্যাকুয়াম ফার্নেস উপাদান।
বিকেন্দ্রীভূত সংগ্রহের অসুবিধাগুলি বেশ স্পষ্ট: একটি পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর কারখানা আলাদাভাবে CVD হীরা, টাংস্টেন কপার সাবস্ট্রেট এবং TC4 বাহক কিনেছে। তিনটির ডেলিভারির সময়সূচী 2 সপ্তাহের ব্যবধানে ছিল। হীরার পৃষ্ঠের ধাতবকরণ মান পূরণ করেনি, ফলে AuSn সোল্ডারিংয়ে শূন্যতা দেখা দেয় এবং পুরো ব্যাচটি স্ক্র্যাপ করা হয়। আরেকটি কারখানা বিশুদ্ধ তামা IHS এবং আউটসোর্স ডায়মন্ড কম্পোজিট কিনেছে। ইন্টারফেস তাপ প্রতিরোধের মান অতিক্রম করেছে, এবং চিপ এখনও ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস অভিজ্ঞতা.