Chipkühlung durch Kohlenstoff-Nanoröhren

Um den immer schneller taktenden Mikrochips und der damit verbundenen stärker werdenden Wärmeentwicklung Herr zu werden, plant Fujitsu die Kühlung auf der Basis von Kohlenstoff-Nanoröhren. Diese sollen die Wärme viermal besser abführen können als herkömmliche Metallkühler.

Die Nanoröhrchen sollen schon in drei Jahren im Mobilfunk-Bereich verwendet werden, unter anderem für Chips und Verstärker in Basisstationen. Details hierzu will Fujitsu in dieser Woche auf dem „IEEE International Electron Devices Meeting“ (IEDM) in Washington präsentieren.

Um die thermischen Eigenschaften von Kohlenstoff-Nanoröhren zu nutzen, werden mit einem Eisen-Katalysator Kohlenstoff-Nanoröhren mit einer Länge von etwa 15 Millimetern auf dem Wafer-Substrat gezüchtet. Diese werden anschließend mit einem „Flip-Chip“ verbunden. So lassen sich die Nanoröhren sehr nah an den hitzeerzeugenden Miniatur-Elektroden anbringen, wodurch eine rund viermal höhere Kühlleistung im Vergleich zu Metallkühlern erreicht wird. So soll die Fertigung von Chips mit einer Verstärkung um den Faktor zwei bei Frequenzen von fünf Gigahertz ermöglicht werden. Fujitsu will die Technik nun noch weiter verfeinern, um deren Eigenschaften noch besser ausnutzen zu können.