Dissipatori di nanotubi in carbonio per le CPU del futuro

 

Una nuova ed economica soluzione per abbinare i nanotubi in carbonio a un sottilissimo strato metallico è stata messa a punto presso il Berkeley National Laboratory: consentirà di sfruttare i primi per ottenere dissipatori più performanti.

Con l’aumentare della densità dei transistor all’interno dei moderni processori e il crescere delle frequenze operative, dissipare il calore in maniera efficiente è sempre più un imperativo, ma le tecnologie attuali, basate su dissipatori attivi o passivi, sono ormai al limite e serve dunque un approccio nuovo. 

nanotubi

I nanotubi di carbonio, che hanno già avuto modo di mostrare una conducibilità termica eccezionalmente elevata, sarebbero ad esempio un’ottima soluzione ma il loro impiego per il raffreddamento dei microprocessori è ostacolato da un’elevata resistenza termica all’interfaccia tra i nanotubi ed il metallo usato a protezione dei circuiti interni di CPU e GPU. Ora però un team di ricercatori guidato da Frank Ogletree, fisico che opera nel ramo delle Scienze dei materiali presso i Berkeley Lab, ha trovato un metodo economico ed efficace per legare i nanotubi al metallo.

“La conducibilità termica dei nanotubi di carbonio supera quella del diamante o di qualsiasi altro materiale naturale, ma dato che i nanotubi sono chimicamente molto stabili, le loro interazioni chimiche con la maggior parte degli altri materiali sono relativamente deboli, il che si traduce in elevate resistenze termiche all’interfaccia. Intel si è rivolta a noi per migliorare la prestazione dei nanotubi di carbonio in questo frangente. Lavorando con due ingegneri Intel siamo stati capaci di migliorare e irrobustire il contatto tra i nanotubi di carbonio e la superficie di altri materiali.

Questo riduce la resistenza termica e migliora l’efficienza del trasporto di calore” ha spiegato Ogletree, che ha spiegato ancora: “Abbiamo sviluppato un percorso di legami covalenti che funzionano con i metalli che formano ossidi, come l’alluminio ed il silicio, e per i metalli più nobili come l’oro e il rame.

In entrambi i casi l’adesione meccanica è migliorata così da rendere i legami di superficie sufficientemente robusti per estrarre una matrice di nanotubi di carbonio dal substrato di crescita, e migliorare considerevolmente il trasporto di calore nell’interfaccia”. In pratica sono state utilizzate tecniche già ben collaudate, come la deposizione di vapore o l’uso di solventi chimici a basse temperature, che ben si adattano alla produzione dei chip e che hanno migliorato di molto la trasmissione di calore dal metallo ai nanotubi stessi.

Ora però come sempre dalla teoria bisognerà passare alla pratica e trovare soluzioni per rendere il tutto industrializzabile e producibile in serie con costi bassi, una cosa che sicuramente non accadrà dall’oggi al domani.  



 

 

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