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O Vale do Silício está explorando materiais inovadores para lidar com o crescente desafio do calor gerado por microchips.
À medida que mais funcionalidades são integradas, os chips demandam mais energia, resultando em um aumento significativo na produção de calor.
Esse excesso de calor limita o desempenho de computadores e dispositivos eletrônicos, tornando necessárias soluções criativas para dissipação térmica.
Segundo o Wall Street Journal, empresas de semicondutores estão realizando experimentos com materiais como diamantes sintéticos, vidro ultrapuro e outras substâncias recentemente sintetizadas, buscando aprimorar a dissipação de calor.
O diamante, conhecido por sua excelente condução térmica, emerge como a alternativa mais promissora.
A Diamond Foundry, que possui um laboratório no Vale do Silício, desenvolveu o que alega ser o maior diamante do mundo em diâmetro, com menos de 3 milímetros de espessura.
Esse diamante pode se integrar aos microchips de silício, proporcionando uma solução eficaz para a rápida dissipação do calor gerado.
Como são feitos?
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Os diamantes sintéticos são produzidos principalmente por dois métodos: Deposição de Vapor de Carbono e Pressão e Temperatura Elevadas.
Na deposição de vapor, um gás contendo carbono, como metano, decompõe-se em átomos em uma câmara de vácuo.
Esses átomos vão para um substrato, como um wafer de silício, criando camadas de carbono que se cristalizam ao longo do tempo, formando um diamante. Esse método permite a produção controlada e precisa de diamantes.
Enquanto isso, com a pressão elevada, existe uma prensa hidráulica para aplicar altas pressões e temperaturas a uma pequena quantidade de material de carbono.
Essas condições replicam as que ocorrem naturalmente na formação de diamantes no manto terrestre. Com o tempo, o carbono se cristaliza em um diamante.
Esses procedimentos permitem ter diamantes sintéticos resistentes, mas também outros materiais fundidos que seriam eficientes nos microchips, mas somente com estudos mais concretos.
Evolução natural
Com a implementação desta tecnologia, os microchips podem operar em velocidades pelo menos duas vezes superiores sem falhas.
Essa é uma evolução crucial, especialmente para centros de dados que sustentam modelos avançados de inteligência artificial e veículos elétricos.
A Diamond Foundry está em fase de negociações com importantes fabricantes de chips, empreiteiras de defesa e fabricantes de veículos elétricos, visando acelerar a adoção dessa inovação na indústria.
Além disso, a redução no custo de síntese dos diamantes também desempenha um papel crucial, tornando essa solução comparável em termos de custo às opções de carbeto de silício.
O avanço dessas tecnologias representa um passo significativo para superar as barreiras térmicas que limitam o progresso no desempenho dos microchips, abrindo caminho para uma nova era de computação mais rápida e eficiente.
Por que os microchips aquecem tanto?
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Os microchips aquecem devido à resistência elétrica e à dissipação de energia durante seu funcionamento.
Quando a corrente elétrica flui através dos componentes do microchip, há uma resistência natural nesses materiais. Isso gera calor de acordo com a Lei de Joule.
Além disso, à medida que os microchips se tornam mais complexos e compactos, existe uma maior densidade de componentes em uma área menor, aumentando a quantidade de calor gerado.
A dissipação de calor torna-se um desafio à medida que os chips exigem mais energia para realizar operações complexas.
Assim, esse aumento na demanda de energia, combinado com a miniaturização dos componentes, cria um ambiente propício para o acúmulo de calor.
O excesso de calor pode afetar negativamente o desempenho e a confiabilidade dos microchips.
Essa é a razão pela qual há uma constante busca por soluções inovadoras, como novos materiais condutores de calor, para lidar com esse desafio térmico na indústria de semicondutores.
Fonte: Olhar Digital
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