Buzz
Silicon (nhớ là không phải silicone nhé) đã trở thành một thành phần quen thuộc trong ngành công nghiệp chip điện tử. Với đặc tính bán dẫn, dễ khai thác và giá thành phải chăng, silicon đóng vai trò chủ chốt trong hầu hết các loại vi xử lý trên thị trường. Tuy nhiên, vật liệu này cũng mang theo nhược điểm riêng và cần phải được thay thế để thúc đẩy sự phát triển của công nghệ.
Giới thiệu về vật liệu mới
Cubic Boron Arsenide, hay còn được gọi là Boron Arsenide dạng khối, là một hợp chất bán dẫn được tạo ra từ Boron và Arsen. Đây là một vật liệu bán dẫn có khả năng dẫn truyền nhiệt tốt hơn 10 lần so với silicon thông thường. Thông tin này được công bố trong một nghiên cứu của
tạp chí khoa học Science, Boron Arsenide dạng khối là vật liệu đứng thứ ba về khả năng dẫn truyền nhiệt, chỉ sau kim cương và cubic boron nitride giàu boron.
Hợp chất này có cơ chế tối ưu cho lỗ trống điện từ và electron, thúc đẩy độ linh động điện cao hơn Silicon thông thường. Kết hợp với độ nhạy nhiệt thấp, Cubic Boron Arsenide được kỳ vọng sẽ trở thành 'siêu vật liệu' trong ngành chip.
Tóm lại, về hiệu năng dẫn truyền nhiệt, Cubic Boron Arsenide hoàn toàn có thể vượt trội so với Silicon. Tuy nhiên, để thương mại hóa nó, cần có sự rẻ chi phí sản xuất và khai thác như Silicon.
Các nhà nghiên cứu cho biết, để chứng minh khả năng áp dụng của Cubic Boron Arsenide trong vi xử lý cần thời gian và nỗ lực nhiều. Hiện tại, hợp chất này đang được thử nghiệm và được xem xét trong các trường hợp được coi là 'phù hợp nhất với ưu điểm mà nó mang lại'.
Cubic Boron Arsenide không phải là duy nhấtNgoài Cubic Boron Arsenide, đã có một vật liệu khác được cho là có thể thay thế Silicon - Graphene. Được đánh giá cao trong giới công nghệ với nhiều ứng dụng tiềm năng, từ làm áo giáp đến sản xuất pin và vi mạch.
Cùng tác giả với Cubic Boron Arsenide, nhóm nhà nghiên cứu tại MIT hợp tác với đại học Harvard đã sử dụng graphene dạng cấu trúc nano (graphene nanoribbons) làm chất bán dẫn. Tuy nhiên, vì chi phí cao khi sản xuất và khai thác graphene thành dạng cấu trúc nano, điều này tạo ra những thách thức đáng kể.
Một loại vật liệu khác được chế tác từ silicon và đang được áp dụng trong công nghệ xe điện là silicon carbide (SiC). SiC thay thế silicon với khả năng tản nhiệt cao hơn gấp 3 lần, phù hợp cho các phương tiện di chuyển bằng điện ở mọi môi trường từ lạnh như Canada đến nóng như mùa hè Hà Nội. Mặc dù SiC có khả năng tản nhiệt tốt, nhưng độ linh động điện thấp hơn nhiều so với silicon, làm cho nó không phải là lựa chọn hàng đầu cho chip trên máy tính hay các thiết bị di động.
Vật liệu khác có tên là GaN - Gallium Arsenide, đã và đang xuất hiện trong nhiều ứng dụng siêu nhỏ công suất. GaN mang lại lợi thế về dẫn truyền nhiệt tốt và khả năng linh động điện, giúp nhà sản xuất có thể sắp xếp linh kiện gần nhau mà không sợ quá nhiệt. Tuy nhiên, GaN, mặc dù là chất bán dẫn, nhưng gặp vấn đề về cơ chế bật tắt khi áp dụng vào bóng bán dẫn, và để giải quyết vấn đề này đòi hỏi nhiều kinh phí, làm tăng giá thành quá trình sản xuất chip.
Silicon sẽ đạt đến giới hạn về tiềm năng khai thác và phát triển chip. Cubic Boron Arsenide, với khả năng dẫn truyền nhiệt tốt và tính linh động điện cao, được đánh giá cao là ứng viên sáng giá để thay thế silicon. Hy vọng một ngày nào đó Cubic Boron Arsenide sẽ được sử dụng rộng rãi dưới một tên gọi dễ nhớ hơn.
- Khám phá thêm các bài viết trong chuyên mục Khám phá
