أول رقاقة ألماسية أحادية البلورة بقطر 200 مليمتر لتبريد شرائح الذكاء الاصطناعي.. لماذا تتفوق على النحاس؟

طورت شركة دايموند فاوندري أول رقاقة ألماسية أحادية البلورة في العالم بقطر 200 مليمتر، بهدف استخدامها في تبريد شرائح الذكاء الاصطناعي التي تنتج حرارة مرتفعة مع زيادة قدرتها على المعالجة. وتتمتع المادة بقدرة على نقل الحرارة يُقدّر بأنها أعلى من النحاس بما لا يقل عن خمس مرات، مع احتفاظها بخاصية العزل الكهربائي.

وتستهدف الشركة، المتخصصة في إنتاج الألماس داخل المختبرات، استخدام هذه الرقائق في المعالجات ووحدات معالجة الرسوميات عالية الأداء، إذ تؤدي نقاط الحرارة المركزة، خصوصًا في وحدات معالجة الرسوميات ذات الاستهلاك المرتفع للطاقة، إلى دفع أنظمة التبريد نحو حدودها.

لماذا يهم حجم 200 مليمتر؟

لا تكمن أهمية التطور في مادة الألماس وحدها، بل في نقل إنتاج الألماس أحادي البلورة، المعروف اختصارًا بـ«SCD»، إلى مقياس الرقائق المستخدم في صناعة أشباه الموصلات. ويبلغ قطر الرقاقة الجديدة 200 مليمتر، وهو قياس يتوافق مع أحجام الرقائق المستخدمة في مراحل سابقة من تصنيع الشرائح.

ويُفترض أن يساعد الهيكل أحادي البلورة على تقليل النقاط الساخنة داخل المعالج وتوزيع الحرارة بكفاءة أكبر. وتشمل الاستخدامات المحتملة مسرّعات الذكاء الاصطناعي والمعالجات عالية الأداء، إلى جانب وحدات معالجة الرسوميات التي تحتاج إلى تبديد سريع للحرارة دون التأثير في عزلها الكهربائي.

تخطط دايموند فاوندري لتوسيع نطاق الإنتاج بعد رقاقة 200 مليمتر. وتشير بيانات نشرتها الشركة إلى إمكانية إنتاج رقائق ألماس أحادي البلورة بقطر 300 مليمتر قبل عام 2030، وهو قياس يطابق أحجام الرقائق المستخدمة حاليًا في أكثر عمليات تصنيع أشباه الموصلات تقدمًا. كما تخطط الشركة لإدخال التقنية في الإنتاج المتسلسل قبل ذلك الموعد.

شركات أخرى تطور حلولًا ألماسية للتبريد

تأسست دايموند فاوندري عام 2012، لكن جهودها لتطوير ألماس أحادي البلورة بهذه الأحجام تعود إلى أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. ولا تقتصر محاولات توظيف الألماس في تبريد الإلكترونيات على هذه الشركة.

ففي عام 2024، حصلت شركة أكاش سيستمز على تمويل بقيمة 18.2 مليون دولار ضمن برنامج قانون الرقائق والعلوم الأميركي «CHIPS Act». وتركز الشركة على إنتاج نيتريد الغاليوم، المعروف اختصارًا بـ«GaN»، مدمجًا مع الألماس الصناعي، وتقول إن تقنيتها قد تخفض درجات حرارة التشغيل بمقدار 20 درجة مئوية.

وتعمل مجموعة دي بيرز، المعروفة بنشاطها في تعدين الألماس في أفريقيا، على تطوير مادة مركبة من الألماس والنحاس مخصصة لأنظمة الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء. ويستهدف تصميم الألماس المطلي بالنحاس رفع كفاءة التبريد في معالجات الذكاء الاصطناعي، والحواسيب عالية الأداء، وأجهزة الترددات الراديوية القائمة على «GaN».

أما شركة فرور سيستمز، المعروفة بتطوير أجهزة التبريد ذات الحالة الصلبة، فتعمل على ألواح تبريد سائلة معززة بالألماس مخصصة للجيل المقبل من وحدات معالجة الرسوميات الخاصة بالذكاء الاصطناعي من شركة إنفيديا.

المصدر: donanimhaber