Ein neu entwickelter Diamantwafer soll nach Angaben des Herstellers Diamond Foundry die Kühlung von leistungsstarken Prozessoren und Grafikkarten im Zuge steigenden Energieverbrauchs revolutionieren und Wärme mindestens fünfmal besser leiten als Kupfer.
Wie Computerbase berichtet, hat Diamond Foundry nach 25 Jahren Forschung und Entwicklung den weltweit ersten Wafer aus einkristallinem Diamant mit einem Durchmesser von 200 Millimetern hergestellt. Das neuartige Material erreicht demnach eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 2.000 Watt pro Meter und Kelvin, während Kupfer lediglich auf etwa 400 Watt pro Meter und Kelvin kommt.
Durch diese herausragende thermische Leitfähigkeit soll das Substrat künftig dazu dienen, sogenannte Hotspots in leistungsstarken Prozessoren zu kühlen, bei denen sich die Wärme bisher stark staut und aktuelle Kühlsysteme an ihre Grenzen stoßen.
Neben der effizienten Wärmeableitung bietet der einkristalline Diamant den Vorteil, ein natürlicher elektrischer Isolator zu sein, wodurch das Risiko von Kurzschlüssen gleichzeitig verringert wird.
Im Gegensatz zu polykristallinen Materialien, die aus mehreren kleinen Kristallen aufgebaut sind und dadurch den Wärmetransport behindern können, soll die einkristalline Struktur eine gleichmäßigere Verteilung der thermischen Energie ermöglichen. Dies zielt darauf ab, höhere Taktraten, geringere Energieverluste sowie eine längere Lebensdauer der Halbleiter zu erzielen.
Da das Substrat von Diamond Foundry gegenwärtig noch sehr teuer in der Herstellung ist, erscheint ein künftiger Einsatz vor allem in KI-Chips wahrscheinlich, bei denen finanzielle Faktoren laut den Berichten derzeit eine untergeordnete Rolle spielen. Dennoch ist der aktuell präsentierte Wafer noch nicht direkt für den kommerziellen Einsatz bereit, sondern muss zunächst noch weitere Validierungs- und Veredelungsschritte durchlaufen.
Als nächsten wesentlichen Entwicklungsschritt plant das Unternehmen die Realisierung von Wafer-Größen mit 300 Millimetern Durchmesser noch vor dem Jahr 2030, um die Integration in gängige Lithografiesysteme gängiger Foundrys zu erleichtern. Konkrete Angaben zu einem geplanten Verkaufsstart, zur genauen Produktionsausbeute oder zu den entstehenden Kosten wurden von Diamond Foundry bisher nicht veröffentlicht.
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