Китай запустил первое серийное производство алмазных теплоотводов для полупроводников. Теплопроводность такого материала более чем в пять раз выше, чем у традиционной меди, поэтому его рассматривают как один из способов снизить энергопотребление дата-центров. Технологией уже заинтересовалась Nvidia.
28 февраля этого года в городе Чанге провинции Хэнань начал работу первый в Китае завод по серийному выпуску алмазных теплоотводов большого диаметра. Предприятие Huanghe Whirlwind производит 8-дюймовые, или 20,3-сантиметровые, алмазные пластины для систем охлаждения чипов. Это формат, близкий к крупным полупроводниковым пластинам, которые используют в производстве современной электроники. В основе производства лежит технология MPCVD — микроволновое плазменное химическое осаждение из газовой фазы. В такой схеме атомы углерода в сверхчистой среде слой за слоем осаждаются на затравочный кристалл алмаза.
Физические свойства алмаза делают его одним из перспективных материалов для следующего поколения ИИ-ускорителей. Теплопроводность традиционных медных теплоотводов составляет около 400 Вт/(м·К), тогда как у алмаза она превышает 2000 Вт/(м·К). Кроме того, алмаз близок по тепловому расширению к нитриду галлия (GaN) и карбиду кремния (SiC). Это снижает механические напряжения в чипах. По оценкам исследователей, такая технология может увеличить вычислительную производительность на 10%.
Интерес к алмазному охлаждению проявляют крупнейшие игроки полупроводникового рынка. В январе на CES Nvidia рассказала о переходе к системам охлаждения для чипов следующего поколения, где алмазно-медные композитные материалы могут использоваться вместе с жидкостным охлаждением. Позже в Пекине глава Nvidia Дженсен Хуан встретился с Чжу Яньхуэй, основателем Chaoying Diamond Technology, которая специализируется на прикладных алмазных материалах.
Производственная экосистема вокруг технологии складывалась при участии сразу нескольких организаций. Харбинский политехнический институт (HIT) занимался технологиями MPCVD и увеличением размера кристаллов. Команда Sinomach Group решила проблему коробления алмазных пластин за счет оптимизации порошковых смесей и условий прессования. Это позволило снизить деформацию до микроскопических значений.
Читайте также
Huawei предложила новый способ ускорять чипы без гонки за нанометрами
Nanjing Realway New Materials Technology сократила тепловое сопротивление на границе между алмазом и медью на 80% за счет технологий металлизации и легирования. Параллельно в Китае наладили выпуск собственного MPCVD-оборудования, что снизило зависимость от импортных установок.
Алмазные теплоотводы могут применяться в серверах для ИИ, чиплетной упаковке, GaN-электронике и высокоплотных вычислительных кластерах. На фоне ужесточения американского экспортного контроля над полупроводниками Китай развивает смежное направление — термоменеджмент. На него западные ограничения пока распространяются в меньшей степени.
Подпишитесь на «Инк» в Telegram. Там мы пишем нескучным языком о самом важном для предпринимателей. Подписаться.