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诺斯罗普·格鲁曼获得 700 万美元 DARPA 合同以创建钻石冷却芯片
总部位于美国的航空航天与防御技术公司诺斯罗普·格鲁曼公司获得了一份 700 万美元的合同，旨在创建能够提供更高功率、更快速度和增强性能的钻石冷却芯片，用于军事雷达和通信。这项奖励标志着美国国防高级研究计划局（DARPA）“电子设备热管理技术”（THREADS）项目的第二阶段，该项目旨在将基于钻石的散热技术集成到下一代防御级芯片的半导体中：
- 目前，射频系统的运行远低于其极限，以防止过热，这降低了功率，缩短了芯片寿命，并增加了在苛刻任务中电路故障的风险。
- 钻石的导热速度是铜的五倍，远远优于目前用于高性能应用的碳化硅和氮化镓。钻石冷却芯片更有效地散热，使其在不发生过热的情况下运行更长时间。
- 功率密度对下一代电子设备至关重要。在 DARPA THREADS 第一阶段，诺斯罗普·格鲁曼将功率提高了 3.3 倍；第二阶段将进一步提升，提供更强大的军事通信和卫星链接的射频发射器。
“温度长期以来限制了微电子的能力，即使是今天的标准氮化镓（GaN）也是如此，” 诺斯罗普·格鲁曼太空园区铸造厂微电子主管本·海英（Ben Heying）表示。“将钻石直接嵌入芯片就像一个涡轮增压冷却系统。它保持芯片的冷却，因此我们可以在不冒烧毁风险的情况下提高功率，” 他补充道。“这一突破使诺斯罗普·格鲁曼的钻石冷却芯片超越传统的热限制，开启了新一代快速、可靠的射频电子设备。”
在公司位于加利福尼亚州雷东多海滩的微电子中心，微小的钻石被直接添加到芯片中，从射频（RF）电路中去除热量。诺斯罗普·格鲁曼最近完成了使用钻石作为半导体材料的高功率测试。这一突破使设备保持更冷，提高了速度和可靠性，并允许它们在不降频的情况下处理更高的功率水平，最终为关键军事系统提供更快、更可靠的性能。
借助公司的开放访问商业模式，诺斯罗普·格鲁曼与斯坦福大学合作，通过在设备背面微小通道内生长一层钻石来嵌入钻石。填充钻石的通道将热量从热点转移出去，即使在最大功率下也能保持设备冷却。
在第二阶段，诺斯罗普·格鲁曼计划使这些增强钻石的芯片功率提高三倍以上，同时占用更少的空间。这将解锁更强大的射频发射器，增强军事通信、下一代卫星链接以及广泛的未来应用。
第二阶段的目标——再次将功率密度提高三倍——是诺斯罗普·格鲁曼自 2019 年开始的钻石技术研究和投资的成果。通过利用钻石无与伦比的导热性及其耐极端温度的能力，该公司表示正在利用其技术为下一代高功率、任务关键型半导体铺平道路。
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诺斯罗普·格鲁曼
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