Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT), Houston Üniversitesi’nden ve diğerlerinden oluşan bir araştırma ekibi, sadece bir bakış çalmış olabilir. bilgisayarın geleceği. Ve raporlarına göre, yayınlanan Bilim, düşündüğümüzden çok daha az silikon bazlı görünüyor. Scuttle, silikon. Kübik bor nitrür burada daha düşük sıcaklıklar, daha iyi elektrik iletkenliği ve böylece hesaplama yoğunluğunun yanında yükselebilecek geliştirilmiş performans ile karşınızda.
Bununla birlikte, bu şeyler genellikle giderken, gerçek bir üründen önce – yeni bir yarı iletken üretimi çağı bir yana – dağılmadan önce muhtemelen onlarca yıllık araştırmadan bahsediyoruz. Silicon’un hesaplanan hemen hemen her şey üzerindeki hakimiyeti – hesap makinenizin içindeki işlemciden dünyanın en güçlü süper bilgisayarına kadar – bu kadar hızlı yerinden edilmek için onlarca yıllık uzman problem çözme işlemine çok yerleşmiştir. Aynı şey, operasyonel uzun ömürlülüğünü kanıtlaması gereken bor arsenit için de geçerli değil.
Silikonla ilgili sorun, bunun bir uzlaşma olmasıdır. Bu, gülünç derecede kötü bir termal iletkendir – bu, elektroniklerimizin o kadar çok ısınmasının bir nedenidir ki, istersek bir CPU’da bir yumurta pişirebilir. Silikon ayrıca, okulda öğrenmiş olabileceğiniz gibi, düzenli hareketi elektrik akımının yapıldığı negatif yüklü elektronlar üzerinde gerçekten iyi bir tutuşa sahiptir. “Delikler” – elektronların pozitif yüklü ters dönüşleri – silikonla çok iyi jelleşmez. Bu hıçkırıklara rağmen, silikon boldur ve üretimi nispeten kolaydır.
Bor ve arsenikten yapılan kübik bor arsenit (c-BA’lar) silikonun her iki sorununu da çözer. Elektronları ve delikleri eşit derecede barındırıyor ve MIT makine mühendisliği profesörü Gang Chen’in buna demesine yol açıyor. “gerçekten benzersiz” yarı iletkenler dünyasında. “Bu önemli çünkü yarı iletkenlerde eşit olarak hem pozitif hem de negatif yüklere sahibiz. Dolayısıyla, bir cihaz yaparsanız, hem elektronların hem de deliklerin daha az dirençle hareket ettiği bir malzemeye sahip olmak istersiniz.” dedi Chen.
Ayrıca termal stresi 10 kata kadar daha iyi iletir. Bu, ısının yüzeyinden çok daha hızlı dağıldığı anlamına gelir – aslında, satış sonrası soğutma çözümleriniz için tercih edilen unsur olan bakırda bile olduğundan çok daha hızlı. Silikon tipik bir 148 W/mK termal iletkenliğe sahipken, bakır bunu üç kat artırır, 401 W/mK’de. Öte yandan araştırmacıların kübik bor arsenit, 1200 W/mK işareti civarında ısıyı dağıtabilir. Küçükler Ligi’ni daha büyük, daha kötü, daha rekabetçi MLB kardeşiyle karşılaştırmak gibi.
“Bu etkileyici, çünkü grafen dışında tüm bu özelliklere sahip başka bir malzeme bilmiyorum.” Chen ekledi. “Ve bu, bu özelliklere sahip bir dökme malzemedir.”
“Isı artık birçok elektronik için büyük bir darboğaz” Gazetenin baş yazarı MIT postdoc Jungwoo Shin Shin dedi. “Silisyum karbür, daha düşük elektrik hareketliliğine rağmen silikondan üç kat daha yüksek termal iletkenliğe sahip olduğundan Tesla dahil büyük EV endüstrilerinde güç elektroniği için silikonun yerini alıyor. Silikondan 10 kat daha yüksek termal iletkenlik ve çok daha yüksek hareketlilik ile bor arsenitlerinin neler başarabileceğini hayal edin. Bir oyun değiştirici olabilir. ”
Tüm cari hesaplara göre bor arsenit ideal yarı iletkendir. Bor arsenit ile ilgili sorun, üretilmesinin silikondan çok daha zor olmasıdır. Şimdiye kadar, bileşiğin yalnızca laboratuvar ölçekli üretim çalışmaları yapılmıştır. Partiler de tek tip değil – kütlesel olarak dönüştürülebilir bir yarı iletken olarak nihai olarak benimsenmesi için suları daha da bulandırıyor. Araştırmacılar şu anda pratik ve ekonomik bir biçimde kullanılıp kullanılamayacağından emin değiller. Muhtemelen, bilgisayar dünyasında silikon kadar yaygın olmayacaktı. Yine de kritik, özellikle ısı üreten bileşenler için veya hatta silikon tasarımlarına gömülü bir ısı transfer ortamı olarak kullanılabilir.
“Silikon, tüm endüstrinin beygir gücüdür” diyor Chen. “Pekala, tamam, elimizde daha iyi bir malzeme var, ama bu aslında sektörü dengeleyecek mi? Bilmiyoruz.”
Bu yüzden belki de silikonun yakın zamanda ter dökmesine gerek yoktur (yine de zayıf bir iletken olduğu için, muhtemelen yine de olacaktır). Ancak güç verimliliği ve hesaplama yoğunluğu malzeme darboğazlarına çarpsa bile – özellikle Angstrom bilişim çağına girerken – belki de dünyanın sahnesini paylaşma konusunda endişelenmesi gerekiyor.