超薄硅纳米线突破可解决CPU设计最大难题

您认为现在CPU设计中最大的问题是什么?如果你说“热密度”，你就赢得了今天的奖项。除了我们的钦佩和当之无愧的满足之外，您实际上什么都得不到，但那是它自己的回报，对吧?

随着晶体管变得越来越小，它们的功耗下降的速度比它们的密度要慢。这意味着新处理器的热密度会随着时间的推移而上升，更糟糕的是，新型制造方法(如环栅场效应晶体管(GAAFET))实际上比以前的方法在导热性方面更差。

研究人员正在寻找一种方法来最大限度地提高微处理器的热导率，碰巧的是，加州大学伯克利分校的一个小组可能已经找到了大幅提高这种特定质量的途径。看，GAAFET 甚至比 FinFET 提高了密度，但它们需要使用硅纳米线，由于其天然粗糙的表面，其导热性较差。

同样，天然硅的热导率实际上受到混入构成材料主体的硅 28 中的较重的硅同位素(硅 29 和硅 30)的影响。这些较重的同位素充当路障，导致移动的声子(热能)减速、改变航向或分散，从而中断它们在材料中的流动。

嗯，由 Junqiao Wu 领导的加州大学伯克利分校的一个团队发现，通过用纯硅 28 制造纳米线，它们可以实现150% 的改进——即热导率的 2.5 倍——这是由于迄今为止未知的物理特性，其外部二氧化硅涂层实际上会导致声子聚集，然后在纯硅 28 材料中快速移动。先前的测试表明，纯硅 28 在导热性方面仅比天然硅提供了一点好处，但它们并没有在纳米尺度上进行，在纳米尺度上，自然规律的作用与更大尺度上的作用略有不同。

这显然仍处于研究阶段，在我们看到这项技术用于运输产品之前还有很多工作要做，但这仍然是一个重大突破。像这样的发现将有助于延长硅微处理器的使用寿命。这对每个人来说都是好消息，因为当我们最终不得不转向更奇特的材料时，你可以告别 19 美元的 CPU。

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