Mejorar la refrigeración de chips con un sándwich de grafeno-cobre

Escrito por , 31 de marzo de 2014 a las 08:30
Mejorar la refrigeración de chips con un sándwich de grafeno-cobre
Tecnología

Mejorar la refrigeración de chips con un sándwich de grafeno-cobre

Escrito por , 31 de marzo de 2014 a las 08:30

Este nuevo concepto de cableado mejora la disipación del calor en un 25%, mejorando los problemas térmicos de la miniaturización de componentes

Etiquetas:
CHIPS, EFICIENCIA, GRAFENO

La reducción de tamaño de los componentes de los chips para adaptarse a las nuevas exigencias funcionales del mercado de los dispositivos electrónicos, supone un inconveniente importante para la industria de los semiconductores. A medida que se reduce la sección del cableado de cobre que conecta dichos componentes, se incrementa enormemente la temperatura del procesador. Pero gracias a un nuevo cableado en forma de sándwich de grafeno-cobre se puede incrementar de forma significativa la refrigeración de chips, reduciendo el sobrecalentamiento de los procesadores.

El investigador de la Universidad de Riverside en California, Alexander Balandin, y el físico de la Universidad de Manchester galardonado con el Premio Novel de Física en 2010 por su trabajo fundacional con grafeno, Kostya Novoselov, son los responsables de este nuevo cableado revolucionario publicado en la revista Nano Letters.

refrigeración de chips

El uso del cobre como catalizador para cultivar el grafeno para determinadas aplicaciones ha sido el origen para investigar en que medida el uso de grafeno podía mejorar las propiedades térmicas del cobre. El resultado ha sido un nuevo concepto de cableado para chips en forma de sándwich de grafeno que recubre por ambos lados la hoja de metal, consiguiendo disipar el calor en un 25%.

¿Pero cómo influye el grafeno en la disipación de calor?

La disminución de las velocidades de conmutación en los microprocesadores y el rediseño de chips con varios núcleos funcionando en paralelo ha servido para resolver momentáneamente el problema térmico. Pero con la intención de Intel de lanzar nuevos productos para este año con transistores de 14 nanómetros, el problema del cableado de cobre vuelve a ser un inconveniente para los fabricantes, ya que estos dejan de funcionar por debajo de los 10 nanómetros por el deterioro por sobrecalentamiento.

Tal y como explican los expertos en la materia, el grafeno por si mismo no puede disipar el calor, pero su capacidad para modificar la estructura del cobre durante su calentamiento produce un efecto de conducción del calor muy interesante. La capacidad del grafeno para separar más las paredes de la estructura cristalina del cobre a medida que el calor se propaga a través del metal, permite que disminuya la resistencia de su superficie y fluya mejor el calor al exterior.

refrigeración de chips

Aunque los estudios se realizaron con láminas relativamente gruesas de cobre, los autores confían en que la miniaturización del nuevo tipo de cableado con hilos de cobre mucho más delgados no impida el efecto de conducción de calor generado por el grafeno. De hecho, las investigaciones se centran ahora en el prototipado de cables tan pequeños como los de un chip de un dispositivo convencional para corroborar dicho efecto.

El director de investigación interconectada en Semiconductor Research Corporation, Jonathan Candelaria, apunta que añadir más transistores en los procesadores no mejora el rendimiento de los nuevos equipos. Quizá la solución al problema del calor esté en el rediseño y embalado de chips, pero el uso del grafeno podría ser una alternativa interesante para impulsar nuevas arquitecturas basadas en los híbridos de grafeno-cobre de Novoselov y Balandin.

Imagen vía Flickr –iurikothe

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