نېمىشقا زامانىۋى چىپلار قىزىپ كېتىدۇ

نانو ئۆلچەملىك ترانزىستورلار گىگاگېرتىس سۈرئىتىدە ئالماشتۇرۇلغاندا، ئېلېكترونلار توك يولى ئارقىلىق تېز سۈرئەتتە ئېنېرگىيىسىنى يوقىتىدۇ ۋە ئىسسىقلىق سۈپىتىدە ئېنېرگىيەنى يوقىتىدۇ - بۇ سىز نۇتۇبۇك ياكى تېلېفوننىڭ راھەتسىز قىزىپ كېتىشى بىلەن ئوخشاش ئىسسىقلىق. بىر چىپقا كۆپرەك ترانزىستور قويۇش بۇ ئىسسىقلىقنى يوقىتىشقا ئازراق بوشلۇق قالدۇرىدۇ. ئىسسىقلىق كرېمنىي ئارقىلىق تەكشى تارقىلىشنىڭ ئورنىغا، ئەتراپتىكى رايونلارغا قارىغاندا ئون نەچچە گرادۇس ئىسسىق بولۇشى مۇمكىن بولغان قىزىق نۇقتىلارغا توپلىنىدۇ. بۇزۇلۇش ۋە ئىقتىدارنىڭ تۆۋەنلىشىنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈن، سىستېمىلار تېمپېراتۇرا ئۆرلىگەندە CPU ۋە GPU نىڭ سۈرئىتىنى تۆۋەنلىتىدۇ.

ئىسسىقلىق مەسىلىسىنىڭ دائىرىسى

دەسلەپتە كىچىكلىتىش مۇسابىقىسى سۈپىتىدە باشلانغان بۇ ئىش، بارلىق ئېلېكترون ئۈسكۈنىلىرىدە ئىسسىقلىق بىلەن بولغان كۈرەشكە ئايلاندى. كومپيۇتېر ساھەسىدە، ئىقتىدار توك زىچلىقىنى يۇقىرى كۆتۈرۈۋاتىدۇ (يەككە سېرۋېرلار ئون نەچچە كىلوۋات توك ئىشلىتەلەيدۇ). ئالاقە ساھەسىدە، رەقەملىك ۋە ئانالىزلىق توك يوللىرىنىڭ ھەر ئىككىسى كۈچلۈك سىگنال ۋە تېز سانلىق مەلۇمات ئۈچۈن يۇقىرى ترانزىستور توكىنى تەلەپ قىلىدۇ. ئېلېكترون ئۈسكۈنىلىرىدە، ئىسسىقلىق چەكلىمىسى سەۋەبىدىن ياخشىراق ئۈنۈم بارغانسېرى چەكلەنمەكتە.

باشقىچە ئۇسۇل: ئىسسىقلىقنى چىپنىڭ ئىچىگە تارقىتىش

ئىسسىقلىقنىڭ مەركەزلىشىشىگە يول قويۇشنىڭ ئورنىغا، ئۈمىدۋار بىر ئىدىيە بارсуюлтушئۇ چىپنىڭ ئۆزىدە - خۇددى سۇ ئۈزۈش كۆلچىكىگە بىر ئىستاكان قايناق سۇ قۇيۇشقا ئوخشايدۇ. ئەگەر ئىسسىقلىق ھاسىل بولغان يەرگە تارقىلسا، ئەڭ ئىسسىق ئۈسكۈنىلەر سوغۇقراق تۇرىدۇ، ئادەتتىكى سوۋۇتقۇچلار (ئىسسىقلىق قاچىسى، شامالدۇرغۇچ، سۇيۇقلۇق ھالقىسى) تېخىمۇ ئۈنۈملۈك ئىشلەيدۇ. بۇ بىرنى تەلەپ قىلىدۇ.يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقىغا ئىگە، ئېلېكتر ئىزولياتورلۇق ماتېرىيالپەقەت نانومېتىرلىق ئاكتىپ ترانزىستورلارنى بىرلەشتۈرۈپ، ئۇلارنىڭ نازۇك خۇسۇسىيەتلىرىگە تەسىر يەتكۈزمىدى. كۈتۈلمىگەن بىر كاندىدات بۇ نۇقتىغا ماس كېلىدۇ:ئالماس.

نېمىشقا ئالماس؟

ئالماس ئەڭ ياخشى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزگۈچلەرنىڭ بىرى بولۇپ، مىستىن نەچچە ھەسسە يۇقىرى، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ئېلېكتر ئىزولياتورىمۇ. مەسىلە بىر گەۋدىلىشىشتە: ئەنئەنىۋى ئۆستۈرۈش ئۇسۇللىرى 900-1000 سېلسىيە گرادۇس ئەتراپىدا ياكى ئۇنىڭدىن يۇقىرى تېمپېراتۇرىنى تەلەپ قىلىدۇ، بۇ ئىلغار توك يولىغا زىيان يەتكۈزىدۇ. يېقىنقى تەرەققىياتلار شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، نېپىزپولىكرىستاللىق ئالماسپىلاستىنكىلار (پەقەت بىر قانچە مىكرومېتىر قېلىنلىقتا) ئۆستۈرۈلسە بولىدۇتېمپېراتۇرا خېلىلا تۆۋەنتاماملانغان ئۈسكۈنىلەرگە ماس كېلىدۇ.

بۈگۈنكى سوۋۇتقۇچلار ۋە ئۇلارنىڭ چەكلىمىلىرى

ئاساسلىق سوۋۇتۇش سىستېمىسى تېخىمۇ ياخشى ئىسسىقلىق قاچىلىغۇچ، شامالدۇرغۇچ ۋە ئۇلىنىش ماتېرىياللىرىغا مەركەزلەشكەن. تەتقىقاتچىلار يەنە مىكرو سۇيۇقلۇق سۇيۇقلۇق سوۋۇتۇش، باسقۇچ ئۆزگەرتىش ماتېرىياللىرى ۋە ھەتتا سېرۋېرلارنى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزگۈچ، ئېلېكتر ئىزولياتورلۇق سۇيۇقلۇقلارغا چۆمدۈرۈش قاتارلىق ساھەلەرنىمۇ تەتقىق قىلىدۇ. بۇلار مۇھىم قەدەملەر، ئەمما ئۇلار چوڭ، قىممەت ياكى يېڭىدىن پەيدا بولغان مەھسۇلاتلارغا ماس كەلمەسلىكى مۇمكىن.3D-قاتلانغانچىپ ئارخىتېكتۇرىسى، بۇ يەردە كۆپ خىل كرېمنىي قەۋىتى «ئاسمان بىنا» غا ئوخشاش ھەرىكەت قىلىدۇ. بۇنداق قاتلاملاردا، ھەر بىر قەۋەت ئىسسىقلىقنى چىقىرىپ تاشلىشى كېرەك؛ بولمىسا قىزىق نۇقتىلار ئىچىگە قاپسىلىپ قالىدۇ.

ئۈسكۈنىگە ماس كېلىدىغان ئالماسنى قانداق ئۆستۈرۈش كېرەك

يەككە كىرىستاللىق ئالماسنىڭ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ئالاھىدە يۇقىرى (≈2200–2400 W m⁻¹ K⁻¹، بۇ مىسنىڭكىدىن تەخمىنەن ئالتە ھەسسە يۇقىرى). ياساش ئاسان بولغان كۆپ كىرىستاللىق پىلاستىنكىلار يېتەرلىك قېلىنلىقتا بۇ قىممەتلەرگە يېقىنلىشالايدۇ، ھەتتا نېپىز بولسىمۇ مىسنىڭكىدىن ئۈستۈن تۇرىدۇ. ئەنئەنىۋى خىمىيىلىك پارغا چۆكۈش مېتان ۋە ھىدروگېننى يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا رېئاكسىيە قىلىپ، تىك ئالماس نانوكولۇمنى ھاسىل قىلىدۇ، كېيىن بۇلار پىلاستىنكىغا قوشۇلىدۇ؛ بۇ ۋاقىتتا قەۋەت قېلىن، بېسىملىق ۋە يېرىلىشقا مايىل بولىدۇ.
تۆۋەن تېمپېراتۇرىدا ئۆستۈرۈش ئۈچۈن باشقا ئۇسۇل تەلەپ قىلىنىدۇ. ئىسسىقلىقنى تۆۋەنلىتىش ئارقىلىق ئالماسنى ئىزولياتسىيە قىلىشنىڭ ئورنىغا ئۆتكۈزگۈچ كۈيۈك ھاسىل بولىدۇ. تونۇشتۇرۇش.ئوكسىگېنئالماس بولمىغان كاربوننى ئۈزلۈكسىز ئويۇپ، ئىمكانىيەت يارىتىدۇچوڭ دانلىق پولىكرىستاللىق ئالماس ~400 سېلسىيە گرادۇسلۇق تېمپېراتۇرىدا، ئىلغار بىرلەشتۈرۈلگەن توك يولى بىلەن ماس كېلىدىغان تېمپېراتۇرا. ئەڭ مۇھىمى، بۇ جەريان پەقەت گورىزونتال يۈزلەرنىلا ئەمەس، بەلكى يەنەيان تاملار، بۇ تەبىئىي ھالدا 3D ئۈسكۈنىلىرى ئۈچۈن مۇھىم.

ئىسسىقلىق چېگرا قارشىلىقى (TBR): فونون توسالغۇسى

قاتتىق ماددىلاردىكى ئىسسىقلىق تۆۋەندىكىلەر ئارقىلىق يەتكۈزۈلىدۇفونونلار(كۋانتلانغان تور تىترەشلىرى). ماتېرىيال چېگرىسىدا، فونونلار ئەكس ئېتىپ، توپلىنىپ، ھاسىل قىلالايدۇئىسسىقلىق چېگرا قارشىلىقى (TBR)بۇ ئىسسىقلىق ئېقىمىغا توسقۇنلۇق قىلىدۇ. ئىنتېرفېيس ئىنژېنېرلىقى TBR نى تۆۋەنلىتىشكە تىرىشىدۇ، ئەمما يېرىم ئۆتكۈزگۈچنىڭ ماسلىشىشى بىلەن تاللاشلار چەكلىنىدۇ. بەزى ئىنتېرفېيسلاردا، ئارىلىشىش نېپىز ھاسىل قىلىشى مۇمكىن.كرېمنىي كاربىدى (SiC)بۇ قەۋەت ئىككى تەرەپتىكى فونون سپېكتىرىغا تېخىمۇ ماس كېلىدۇ، «كۆۋرۈك» رولىنى ئوينايدۇ ۋە TBR نى ئازايتىدۇ، شۇنىڭ بىلەن ئۈسكۈنىلەردىن ئالماسقا ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشنى ياخشىلايدۇ.

سىناق تاختىسى: GaN HEMTs (رادىئو چاستوتا ترانزىستورلىرى)

2D ئېلېكترون گازىدىكى گاللىي نىترىد كونترول ئېقىمىغا ئاساسلانغان يۇقىرى ئېلېكترونلۇق ھەرىكەتچان ترانزىستورلار (HEMTs) يۇقىرى چاستوتىلىق، يۇقىرى قۇۋۋەتلىك مەشغۇلات ئۈچۈن قىممەتلىك (X-دىئاگراممىسى ≈8–12 GHz ۋە W-دىئاگراممىسى ≈75–110 GHz قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ). ئىسسىقلىق يۈزەگە ناھايىتى يېقىن جايدا پەيدا بولغاچقا، ئۇلار ھەر قانداق ئورنىدىكى ئىسسىقلىق تارقىلىش قەۋىتىنى تەكشۈرۈش ئۈچۈن ئەلا سۈپەتلىك. نېپىز ئالماس ئۈسكۈنىنى، شۇ جۈملىدىن يان تاملارنى ئوراپ قويغاندا، قانال تېمپېراتۇرىسىنىڭ تۆۋەنلىشى كۆزىتىلدى.~70 سېلسىيە گرادۇس، يۇقىرى قۇۋۋەتتە ئىسسىقلىق بوشلۇقىنى زور دەرىجىدە ياخشىلىغان.

CMOS ۋە 3D قاتلىمىدىكى ئالماس

ئىلغار ھېسابلاش ساھەسىدە،3D قاتلاشبىرلەشتۈرۈش زىچلىقى ۋە ئىقتىدارىنى ئاشۇرىدۇ، ئەمما ئەنئەنىۋى سىرتقى سوۋۇتقۇچلارنىڭ ئۈنۈمى ئەڭ تۆۋەن بولغان ئىچكى ئىسسىقلىق توسالغۇلىرىنى پەيدا قىلىدۇ. ئالماسنى كرېمنىي بىلەن بىرلەشتۈرۈش يەنە بىر قېتىم پايدىلىق نەتىجىنى ھاسىل قىلالايدۇ.SiC ئارىلاشما قەۋىتى، يۇقىرى سۈپەتلىك ئىسسىقلىق ئۇلىنىش ئېغىزىنى ھاسىل قىلىدۇ.
تەكلىپ قىلىنغان بىر بىناكارلىق بىرئىسسىقلىق ئىسكىلاتىدىئېلېكترىك ئىچىدىكى ترانزىستورلارنىڭ ئۈستىگە ئورنىتىلغان نانومېتىر نېپىز ئالماس تاختىلىرى، ئۇلانغانتىك ئىسسىقلىق يولى («ئىسسىقلىق تۈۋرۈكلىرى»)مىس ياكى قوشۇمچە ئالماستىن ياسالغان. بۇ تۈۋرۈكلەر ئىسسىقلىقنى بىر قەۋەتتىن يەنە بىر قەۋەتكە ئۆتكۈزۈپ، تاشقى سوۋۇتقۇچقا يەتكۈزىدۇ. رېئال خىزمەت يۈكى بىلەن سىمۇلياتسىيە قىلىش بۇ خىل قۇرۇلمىلارنىڭ ئەڭ يۇقىرى تېمپېراتۇرىنى تۆۋەنلىتىشى مۇمكىنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.بەلگىلىك دەرىجىدەئۇقۇم ئىسپاتلىرى توپلىمىدا.

يەنىلا قىيىن بولغان نەرسە

ئاساسلىق قىيىنچىلىقلار ئالماسنىڭ ئۈستۈنكى يۈزىنى ياساشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇئاتوم جەھەتتىن تۈزئۈستىدىكى ئۇلىنىش ۋە دىئېلېكترىك بىلەن ئۈزۈكسىز بىر گەۋدىلىشىش، ھەمدە نېپىز پەردىلەرنىڭ ئاستىدىكى توك يولىغا بېسىم ئېلىپ كەلمەي تۇرۇپ ئېسىل ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى ساقلاپ قېلىش ئۈچۈن پىششىقلاش جەريانلىرى ئۈچۈن.

كەلگۈسى

ئەگەر بۇ ئۇسۇللار داۋاملىق پىشىپ يېتىلسە،چىپ ئىچىدىكى ئالماس ئىسسىقلىقىنىڭ تارقىلىشىCMOS، RF ۋە ئېلېكترونلۇق ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرىدىكى ئىسسىقلىق چەكلىمىسىنى زور دەرىجىدە بوشاشتۇرۇپ، ئادەتتىكى ئىسسىقلىق چەكلىمىسىسىز يۇقىرى ئىقتىدار، يۇقىرى ئىشەنچلىكلىك ۋە تېخىمۇ زىچ 3D بىر گەۋدىلەشتۈرۈشكە يول قويىدۇ.