Fujitsu opracowało nowatorskie układy odprowadzania ciepła z układów scalonych z wykorzystaniem nanorurek węglowych. Znajdą one zastosowanie we wzmacniaczach wysokiej częstotliwości, w urządzeniach przenośnych. Informację tę ogłoszono podczas International Electron Devices Meeeting w Waszyngtonie. To część projektu powstającego we współpracy z Japan Fine Ceramics Center. Dzięki tej metodzie wzmacniacze będą osiągnąć jednocześnie duże wzmocnienie i wysoką częstotliwość pracy.
Badana technologia jest wolna od podstawowej wady tradycyjnych rozwiązań – a mianowicie redukcji wzmocnienia ze wzrostem częstotliwości. Następuje to w wyniku działania indukcyjności połączeń wykonanych z drutu, łączących krzemowy chip z wyprowadzeniami układu scalonego.
Osiągnięto to dzięki odwróceniu „do góry nogami” chipu (właściwej części układu scalonego) i połączeniu go z obudową za pomocą krótkich metalowych „guzków” (bumps) ze złota lub innych metali. Niestety, we wzmacniaczach dużej mocy guzki nie są w stanie odprowadzić dostatecznie szybko ciepła generowanego przez tranzystory mocy.
Największy sukces badaczy Fujitsu to technologia wzrostu nanorurek. Używając żelaza jako katalizatora, uzyskali nanorurki o wysokości 15 mikrometrów na podstawie z krzemu. Guzki do przyłączania układu scalonego muszą mieć przynajmniej 10 mikrometrów. Ponieważ przewodnictwo cieplne nanorurek wynosi 1400 W/m*K, czyli jest o rząd wielkości większe niż w przypadku metali dotychczas używanych, mogą szybciej odprowadzać ciepło z układu scalonego. Umożliwia to zwiększenie mocy układu bez konieczności jego powiększania.
Opracowano także nowe metody łączenia nanorurek z chipem. Otrzymano układ o podobnej charakterystyce cieplnej jak przy klasycznym połączeniu, ale indukcyjność połączeń została zredukowana o 50%. Da to przynajmniej dodatkowe 2dB wzmocnienia przy częstotliwości 5 GHz i większych. Fujitsu pracuje teraz nad zwiększeniem gęstości nanorurek.
Według badaczy technologia ta stanowi krok naprzód w stosowaniu nanorurek jako przewodników ciepła.
