El avance de la tecnología informática en los últimos años ha aumentado la potencia de los dispositivos, pero a un costo térmico significativo. Los diminutos transistores que operan a alta velocidad generan calor intenso dentro de los chips, provocando un riesgo para su rendimiento y vida útil. A pesar de la eficacia de soluciones clásicas como ventiladores y refrigeración líquida, estas actúan solo después de que el calor ha sido generado, una estrategia tardía.
Un equipo de la Universidad de Stanford, encabezado por la profesora Srabanti Chowdhury, podría haber encontrado una solución innovadora. Utilizando diamante policristalino en forma de una finísima película, han logrado crear una «manta térmica» que disipa el calor desde su origen. Este material, aplicado a bajas temperaturas, es un gran conductor térmico y aisla eléctricamente, ofreciendo una reducción significativa en las temperaturas internas de los chips.
El diamante es conocido por su alta conductividad térmica, llegando a superar al cobre en varios órdenes de magnitud, lo que lo convierte en un candidato ideal para la gestión del calor. El equipo de Chowdhury ha mitigado las dificultades asociadas con la integración del diamante en circuitos integrados mediante un proceso de deposición controlado que permite su crecimiento a solo 400 °C, una temperatura que no daña otras partes del chip.
Los primeros ensayos con transistores GaN han mostrado descensos de temperatura de hasta 70 °C en condiciones de alta exigencia. Aunque se observó un pequeño sacrificio en parámetros de alta frecuencia, los beneficios térmicos fueron notables, captando la atención de industrias tecnológicas y de defensa.
La verdadera promesa del «andamiaje térmico» con capas de diamante se vislumbra en el ámbito de los chips de cómputo apilados en 3D. Integrar estas capas dentro de los chips podría revolucionar la gestión térmica al permitir una radiación de calor más uniforme y liberar más potencial de rendimiento sin aumentar el consumo energético.
Actualmente, aunque las técnicas de disipación clásicas son necesarias, resultan insuficientes por sí solas para afrontar los desafíos de la computación moderna y el avance en inteligencia artificial. Incorporar diamante en las arquitecturas de chips futuros ofrece una vía práctica para aliviar el exceso de calor desde su origen, prometiendo mejoras notables en rendimiento sostenido, fiabilidad y diseño compacto de dispositivos. Esta integración no solo resolvería problemas térmicos inmediatos sino que abriría nuevas oportunidades en el diseño y apilado de chips a medida que la industria avanza hacia complejidades tecnológicas mayores.
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