A Fujitsu és a Fujitsu Laboratories néhány napja bejelentette, hogy kidolgozott egy nanocsövekre épülő technológiát, mellyel megoldható nagy teljesítményű félvezetőalapú áramkörök hűtése magas órajeleken is. Az eljárással egyben sikerült közelebb jutniuk a kutatás számára régebb óta ismerős szén nanocsövek gyakorlati alkalmazásához.
A kihívást főként az jelenti, hogy egyre nagyobb teljesítményű félvezetőalapú erősítőkre van szükség, amelyek ráadásul mind nagyobb órajeleken üzemelnek, és eközben gondoskodni kell a működés közben disszipált hő elvezetéséről is. A klasszikus (face-up) elrendezésben a chip közvetlenül érintkezik a tokozással, így a hő elvezetése nem jelent különös gondot. Mivel azonban a tokozás elektródáit viszonylag hosszú fémvezetékek kötik össze a lapka elektródáival, így ezek induktivitása meggátolja magasabb órajelek alkalmazását. Erre jelent gyógyírt az ún. flip-chip elrendezés, amikor is az áramköri lapkát megfordítják, így az kis kiemelkedések révén érintkezik a tokozás elektródáival – máris nagy teljesítményű, ám nehezen hűthető erősítőkhöz jutottunk.
A Fujitsu erre a problémra kínál megoldást. A szén nanocsövek átmérője 1-10 nm, hosszuk pedig általában néhány ezerszerese átmérőjüknek. A nanocsövek számos figyelemreméltó fizikai jellemzővel bírnak: mechanikailag tartósak, kémiailag stabil szerkezetűek, jó hővezetők és kicsi az ellenállásuk. A Fujitsunak vas katalizátorral sikerült a szilíciumszeletre felvitt nanocsövek minimális hosszát 15 mikrométerre növelnie, a flip-chip szerkezetben ugyanis az érintkezők miatt legalább 10 mikrométeres nanocsövekre van szükség. A nanocsövekből kialakított érintkezőket ezután sikerrel kapcsolták tranzisztorok elektródáihoz, így helyettesítve a hagyományos fém érintkezőket.
A szén nanocsövek hővezetési képessége 1400 W/(m-K), ami a 3,5-szerese a jó hővezetőként számontartott réz értékének. Az eljárás módot ad olyan disszipációval rendelkező alkatrészek előállítására, mint a face-up elrendezés, és olyan frekvenciák elérésére, mint a flip-chip megoldás. Az induktivitás csökkenése ugyanakkor lehetővé teszi az 5 gigahertzes és azon túli tartományokban az erősítés mértékének legalább 2 decibellel való növelését, ami különösen fontos lehet például a korszerű mobilkommunikációs berendezésekben, bázisállomásokban.
A kutatók most azon dolgoznak, hogy még tovább növeljék a nanocsövek sűrűségét, így tovább javítsák azok hővezető képességét, ezzel is nagyobb mozgási szabadságot biztosítva az áramkörök tervezőinek. A Fujitsu szerint a technológia nagyjából három év múlva jelenhet meg kereskedelmi célú alkalmazásokban.
