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2023.04.01
产业趋势

电子产品用久超烫!研究人员发现「晶片降温」新方法

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晶片

随着科技进步,许多电子产品尺寸越做越小,但由于电流一通过就产生热,所以过热成为电子设备缩小尺寸的一大阻碍。科学家发现,从矽的同位素所制成的奈米线,比普通矽的导热性还好 150%,未来有望应用在电脑晶片,使其温度大幅降低。当电子系统运作时,电流产生大量的热,累积久了就会损坏元件,因此科技业也开始发展冷却技术,但随着电子产品越来越小,有效散热更加困难。

 

研究人员发现,矽的同位素「矽-28」(Si-28),有助于制造出冷却性能超乎预期的电脑晶片。至少有 92%的矽以矽-28 的形式存在,另外 5%为矽-29(Si-29),剩下为矽-30(Si-30)。虽然这些同位素具有相同的电子功能,但过往研究发现,矽-29 和矽-30 中的「杂质」会中断热量流动。至于用矽-28 所制成的散装元件,可提高 10% 热传导性,但并不值得付出额外成本制作。研究人员之后使用矽-28 制成的奈米线,发现导热性意外地好,原本预计可改善 20%效果,想不到性能竟比天然矽制成的奈米线好 150%。原因是奈米线外部形成一层二氧化矽(silicon dioxide),抚平了散热时的粗糙表面,线内部因为没有其他同位素的问题,热量能顺利地通过奈米线的核心。

 


林唯耕教授
 

作者

林唯耕教授

学历 | 美国马里兰大学博士
现职 | 国立清华大学工程与系统科学系,兼任教授
专长 | 电子组装散热、热管、环路式热管(CPL,LHP,PHP)、节能设计、太阳能储热与冷却、热流系统、电子元件之冷却、双相流、人造卫星及高空飞行物之热传元件

 

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