Elmas, mükemmel termal iletkenliği sayesinde olağanüstü soğutma kabiliyetlerine sahip. Bu malzemenin bakırdan en az beş kat daha iletken olduğu hesaplanıyor. Bu doğrultuda laboratuvar üretimi elmaslara odaklanan Diamond Foundry, dünyanın ilk 200 mm tek kristal elmas (SCD) wafer‘ını duyurdu. Söz konusu 200 mm SCD, yarı iletken fabrikalarının eski üretim süreçlerinde kullandığı wafer boyutlarıyla neredeyse aynı büyüklükte. Şirket internet sitesinde, “Tek kristal elmas, wafer ölçeği çağına adım attı.” ifadeleriyle bu gelişmeyi paylaştı. Söz konusu adım, SCD’yi ölçekli biçimde üretme çabasının önemli bir parçası. Özellikle YZ çiplerinin artan gücünün ciddi ısınma sorunlarına yol açması, bu tür çözümlerin önemini artırıyor.
Diamond Foundry’nin 200 mm SCD wafer’ını diğer laboratuvar üretimi elmaslardan ayıran temel fark, polikristal bir taş yerine yüksek kaliteli tek kristal bir parça olarak üretilmesi. Tek kristal elmasın üretimi son derece zor olsa da malzemenin elektriksel yalıtkanlığını korurken aynı anda olağanüstü verimli bir termal iletkene dönüşmesini sağlayan da bu yapı. Elde edilen bu yüksek verimlilik, aşırı ısınan noktaları (hotspots) azaltmaya yardımcı olarak SCD’leri YZ çiplerinin soğutulmasında mükemmel bir çözüme dönüştürebilir.
Şirket, paylaştığı grafikte 2030 yılından önce 300 mm’lik (D300) tek kristalli elmas (SCD) wafer üretmenin mümkün görüldüğünü de gösterdi. Bu boyut, en gelişmiş yarı iletken üretim süreçlerinde kullanılan wafer’larla aynı. Ancak şirketin sergilediği numune henüz parlatılmamış durumda. Bu nedenle çip üreticilerinin kullanımına uygun hâle gelmesi için bazı ek işlemlerden geçmesi gerekiyor.
2012 yılında kurulan Diamond Foundry, tek kristalli elmasların büyük ölçekte üretimi sorununu çözmek için 2000’li yılların başından bu yana çalışan bilim insanlarının katkılarını da vurguladı. Diamond Foundry CEO’su Martin Roscheisen, gelişmeye ilişkin şunları söyledi:
“Bu, bir zamanlar neredeyse imkânsız görünen dönüm noktalarından biri. Buraya ulaşmamıza yüzlerce DF mühendisi, bilim insanı ve teknisyeni katkı sundu. On yılı aşkın süredir yapılan sayısız deneyin, başarısızlığın, buluşun, baştan kurulan makinelerin ve içgörülerin birikimi bizi bu noktaya getirdi.”
Açıklamada ayrıca şu ifadelere yer verildi: “Stefan ve Martin bu hedefin peşinden 25 yıl boyunca koştu. Teknoloji dünyasında böylesine zorlu bir bilimsel engelin peşini bu düzeyde bir azimle bırakmayan çok az örnek vardır. Hâkim görüşün tek kristal elmasın bu ölçekte kesinlikle üretilemeyeceğini savunduğu dönemlerde bile yollarına devam ettiler. Bugün bu sebat, tarihin ilk D200 mm tek kristal elması olarak somutlaştı. En güzeli de bu başarı D300 mm’yi de öngörülebilir kılıyor.”
Yarı iletken soğutmasında sentetik elmasın taşıdığı potansiyeli fark eden tek firma Diamond Foundry değil. Akash Systems, sentetik elmasla birleştirilmiş Galyum Nitrür (GaN) üretmek için 2024 yılında CHIPS Yasası kapsamında 18,2 milyon dolar fon sağladı ve bu teknolojinin sıcaklıkları 20 santigrat derece düşüreceğini savunuyor. Afrika’daki elmas madenleriyle tanınan De Beers Group, YZ, yüksek başarımlı hesaplama ve GaN RF cihazlarında soğutma verimliliğini artırmayı amaçlayan bakır kaplama elmas kompozit malzeme geliştiriyor. Katı hâl soğutucularıyla tanınan Frore Systems dahi Nvidia’nın yeni nesil YZ GPU’ları için elmas katkılı sıvı soğutma plakalarına yöneliyor.
Kaynak: https://www.tomshardware.com/pc-components/cooling/diamond-foundry-creates-worlds-first-200mm-single-crystal-diamond-wafer-massive-gem-aims-to-solve-ai-chip-cooling-crisis-envisioned-as-a-cooling-material-for-semiconductors
