Dissipadores com diamante reacendem "guerra do clock" dos processadores
Cientistas alemães desenvolveram um novo material capaz de retirar o calor dos
processadores de computador muito mais rapidamente do que os dissipadores de
cobre e alumínio hoje utilizados.
O desempenho do novo material é tão superior aos atuais que sua utilização
permitirá que a indústria miniaturize ainda mais os componentes, produzindo
chips, principalmente para computadores portáteis, que rodem a velocidades
maiores do que as atuais.
Além de permitir a fabricação de processadores com frequências de operação
(clock) mais elevadas, os dissipadores de alta eficiência aumentarão a vida
útil dos chips.
Calor radiante
Os netbooks - computadores portáteis do tamanho de um livro - não surgiram
recentemente por acaso. Sua fabricação está sendo possível porque os
componentes eletrônicos estão encolhendo a cada dia, assim como novas técnicas
de fabricação estão permitindo que esses componentes sejam construídos cada vez
mais próximos uns dos outros.
O grande problema é que um maior número de componentes empacotados em um espaço
menor significa que a geração de calor radiante por unidade de área também está
subindo. Os materiais atuais conseguem suportar temperaturas operacionais entre
90 e 130º C.
Dissipadores metálicos
Para retirar esse calor do chip é utilizado uma pequena placa de alumínio ou
cobre, chamada dissipador. Sistemas de ventoinhas ou de radiadores são então
utilizados para retirar o calor do dissipador e dispersá-lo no ambiente.
O material com que é feito esse dissipador deve ser cuidadosamente escolhido
porque ele fica grudado diretamente no silício do chip ou em uma pastilha
externa de cerâmica. O calor faz com que a placa metálica expanda de 3 a 4
vezes mais do que o silício ou a cerâmica. Isso causa fortes tensões que podem
levar a quebras nas soldas e até mesmo no próprio corpo do processador.
Este é o grande limitador atual da miniaturização e do aumento da frequência de
operação dos processadores.
Material precioso
Agora os cientistas do Instituto Fraunhofer descobriram um material que conduz
o calor melhor do que o alumínio e o cobre, mas que não se expande muito mais
do que a cerâmica ou o silício.
"Nós fizemos isso adicionando pó de diamante ao cobre. O diamante conduz calor
cerca de 5 vezes melhor do que o cobre," explica o coordenador da pesquisa, Dr.
Thomas Schubert.
"O material resultante não se expande mais do que a cerâmica quando aquecido,
mas tem uma condutibilidade uma vez e meia superior ao cobre. Esta é uma
combinação única de propriedades," diz o engenheiro.
Unindo cobre e diamante
Contudo, não é fácil unir cobre e diamante. Os pesquisadores tiveram que
encontrar um terceiro ingrediente para ligar quimicamente os átomos dos dois
materiais.
"Um ingrediente que nós podemos usar para fazer isto é o cromo. Mesmo pequenas
quantidades formam um filme de carbeto sobre a superfície do diamante, e esse
filme liga-se facilmente ao cobre," explica Schubert.
Os pesquisadores já produziram as primeiras amostras do novo material, que
agora está sendo testado em escala de laboratório para se avaliar a sua
durabilidade. O pó de diamante é fabricado a partir de diamantes industriais, o
que significa que o custo do novo dissipador não deverá ser um empecilho à sua
utilização.
Fonte: Inovacaotecnologica



