应战摩尔定律热电纳米线帮芯片降温

当摩尔定律(Moore's Law)被提出时，没有人会想到芯片在速度达到了5GHz可能会开始熔化的问题，因此产业界并非不断开发速度越来越快的芯片，而是开始打造多核心芯片──这充其量只是一种应急的解决方案。

现在美国桑迪亚国家实验室(Sandia National Labs)的研究人员发现了一种室温电铸(electroforming)技术，能从源头解决芯片发热的问题；该种制程使用锑盐(antimony salts)以及铋-锑(Bi-Sb)合金来控制晶向(crystal orientation)与晶体大小，单一制程的均匀度可望让未来的继续提升速度。

制程产生的纳米线直径约70~75纳米，长度数微米；从一开始的纳米级多晶体结构，演变为2~5微米尺寸的单晶体。主导技术开发的桑迪亚国家实验室材料专家Graham Yelton表示，他设想了几个在制造过程中将其热电纳米线嵌入芯片的方法： 其中一个是从背面。

Yelton与桑迪亚实验室同事所开发的热电纳米线还有很多其他用途或亲昵地亲吻奶娃的脸颊，例如用来包裹汽车的排气管──但是在他们心目中的最佳应用之一是用以冷却半导体芯片，而且美国能源部(Department of Energy)也为此提供了赞助金。

raham Yelton与桑迪亚实验室研究同仁开发了一种单电铸技术，能强化芯片的散热

尝试以热电纳米线为芯片降温

除了从芯片背面散热──这是相对较简单的方法，因为通常芯片背面没有电路──Yelton也设定目标，希望能从芯片顶部的链接点汲取热量，而那也是芯片大部分的发热源： 低电阻与顶部的触点，是我们的热电纳米线要迈向商用化之前，下一个要克服的障碍。

芯片顶部的螺纹热电纳米线最厚的部分，会发展成绝佳的散热触点，而且不会干扰电气功能；遗憾的是，桑迪亚实验室的这项研究所费不赀，而且需要使用到大量超级计算机仿真，以及进行反复实验找出材料与装配方法的最佳组合。

我们需要资金来进行这项工作，下一步是开发顶部触点；之后的里程碑则是在关键应用领域装配该数组今年服装行业的库存量很大。 虽然已经取得一些进展，但Yelton表示热电材料开发仍在起步阶段，而且会在其特性更进一步被了解之后取得更大幅度的性能提升。还需要了解的包括将数以百万计的纳米线均匀并排，统一晶体尺寸以提升效率，与更精确的晶向以提升能量流。