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PCs & Komponenten
Veröffentlicht am 28.07.2003 11:27:20
Bei diesen heißen Tagen tunneln selbst Elektronen freiwillig – Scherz beiseite, Thermotunneling kühlt Chips deutlich effektiver als es mit derzeitigen Kühler-Lüfter-Kombos oder Wasserkühlungen möglich ist. Die Firma Cool Chips hat es letztes Jahr geschafft Elektronen-Tunneling zu nutzen um die Wärme der Chips abzutransportieren - WCM berichtete darüber ausführlich.
Bei herkömmlichen Kühlern erwärmt sich das Material wodurch der Wirkungsgrad während des Betriebs sinkt. Wesentlich besser wäre es wenn der Kühler selbst kalt bleibt und die Wärme so schnell es geht abführt. Der Wirkungsgrad soll bei 70-80% liegen, was deutlich besser ist als bei z.B. flüssigkeitsgekühlten Systemen die etwa 40% ereichen.
Der erste Schritt ist es einen Spalt in einem Kühler zu schaffen, der klein genug ist, damit noch ein Tunneleffekt eintritt und die Wärme nicht „zurückfließen“ kann. Cool Chips hat genau dies geschafft. Die Wärmeenergie wird von einem Material zum anderen durch Elektronentunneling übertragen. Dies geht freilich nicht über große Distanzen was fertigungstechnische Probleme aufwirft. Die Oberflächen dürfen nur wenige Nanometer voneinander entfernt sein. Dies erreicht man niemals mit polieren, ätzen oder sonstigen „grobmotorischen“ Verfahren. Zum Vergleich, selbst die Oberfläche des besten Silicon-Wafers schwankt im 0,5 Mikrometerbereich und dies sind Berge wenn man 1 bis 10 Nanometer benötigt.
Die Lösung ist naheliegend und genial zugleich. Zunächst wird auf einem Wafer, eine 100nm dicke Blei-Schicht aufgetragen und auf diesem wiederum eine 5 Mikron dicke Kupferschicht. Durch ein elektrochemisches Verfahren wird dieses dann auf 650 µm erweitert und schließlich werden die zwei Platten mechanisch einfach voneinander getrennt. Mit flüssigem Nitrogen werden die Bleireste abgelöst und es entstehen zwei Platten die genau aufeinander passen. Da sich die Platten nicht berühren dürfen, sonst wäre der ganze Aufwand vergebens, werden diese in eine spezielle Apparatur eingespannt und durch eine Piezo-Kristall der Abstand eingestellt.
Dies war vor einem Jahr. Wie bei allen neuen Technologien deren Prototypen noch Unsummen verschlingen allerdings deutlich Potential haben, treten als erste Investoren Militärs und Firmen auf die Technologie dafür liefern.
Einer der ersten sind Rolls-Royce und die US Navy. Beide zeigen Interesse an der Technologie da die Kühleinheiten damit um 10 Prozent leichter und deutlich effektiver sind. Derzeit testet die USN dies gerade an einer Northrop Grumman EA-6B Prowler.
Cool Chips
wan
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