Material revolucionario para refrigerar procesadores de ordenador

Con el paso de los años y el progreso de la electrónica, los componentes de la estructura interna de los procesadores de ordenador han menguado en tamaño hasta alcanzar el rango nanométrico. Ahora, no es raro que un solo chip de ordenador albergue miles de millones de transistores. Aunque la mayor cantidad de transistores ayuda a que los ordenadores sean más rápidos y potentes sin tener que aumentar de tamaño, esa alta densidad de componentes en el pequeño espacio de un chip también genera más puntos calientes. Sin una forma eficaz de disipar el calor durante su funcionamiento, los procesadores de los ordenadores se ralentizan y dan lugar a una computación poco fiable e ineficiente. Ante tanto calor, los métodos convencionales de refrigeración requieren mucha energía para evitar que los procesadores se sobrecalienten.

Para resolver el problema, el equipo de Yongjie Hu, de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), Estados Unidos, ideó en 2018 un nuevo material de gestión térmica de alta eficiencia. Los investigadores desarrollaron en su laboratorio arseniuro de boro sin defectos y descubrieron que era mucho más eficaz para extraer y disipar el calor que otros materiales metálicos o semiconductores conocidos, como el diamante y el carburo de silicio. Ahora, por vez primera, el equipo ha demostrado con éxito la eficacia del material integrándolo en dispositivos de alta potencia.

En sus experimentos, los investigadores utilizaron procesadores de ordenador de última generación y gran potencia de cálculo. Cuando los procesadores funcionaban casi a su máxima capacidad, los chips que utilizaban arseniuro de boro como disipador de calor alcanzaban una temperatura máxima que estaba decenas de grados centígrados por debajo de las máximas alcanzadas por los chips con disipación de calor mediante diamante y los chips con disipación de calor por carburo de silicio.

Esta imagen, obtenida mediante microscopía electrónica, muestra la superficie de contacto entre el nitruro de galio y el arseniuro de boro, con resolución atómica. (Imagen: The H-Lab / UCLA)

Estos resultados demuestran claramente que los dispositivos de arseniuro de boro pueden soportar una potencia de funcionamiento mucho mayor que la soportable por los que utilizan materiales tradicionales de gestión térmica.

El estudio se titula "Integration of boron arsenide cooling substrates into gallium nitride devices". Y se ha publicado en la revista académica Nature Electronics. (Fuente: NCYT de Amazings)