諾斯羅普·格魯曼贏得了 700 萬美元的 DARPA 合同，用於開發鑽石冷卻芯片

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諾斯羅普·格魯曼獲得 700 萬美元 DARPA 合同以創建鑽石冷卻芯片

總部位於美國的航空航天與防禦技術公司諾斯羅普·格魯曼公司獲得了一份 700 萬美元的合同，旨在創建能夠提供更高功率、更快速度和增強性能的鑽石冷卻芯片，用於軍事雷達和通信。這項獎勵標誌着美國國防高級研究計劃局（DARPA）“電子設備熱管理技術”（THREADS）項目的第二階段，該項目旨在將基於鑽石的散熱技術集成到下一代防禦級芯片的半導體中：

目前，射頻系統的運行遠低於其極限，以防止過熱，這降低了功率，縮短了芯片壽命，並增加了在苛刻任務中電路故障的風險。
鑽石的導熱速度是銅的五倍，遠遠優於目前用於高性能應用的碳化硅和氮化鎵。鑽石冷卻芯片更有效地散熱，使其在不發生過熱的情況下運行更長時間。
功率密度對下一代電子設備至關重要。在 DARPA THREADS 第一階段，諾斯羅普·格魯曼將功率提高了 3.3 倍；第二階段將進一步提升，提供更強大的軍事通信和衞星鏈接的射頻發射器。

“温度長期以來限制了微電子的能力，即使是今天的標準氮化鎵（GaN）也是如此，” 諾斯羅普·格魯曼太空園區鑄造廠微電子主管本·海英（Ben Heying）表示。“將鑽石直接嵌入芯片就像一個渦輪增壓冷卻系統。它保持芯片的冷卻，因此我們可以在不冒燒燬風險的情況下提高功率，” 他補充道。“這一突破使諾斯羅普·格魯曼的鑽石冷卻芯片超越傳統的熱限制，開啓了新一代快速、可靠的射頻電子設備。”

在公司位於加利福尼亞州雷東多海灘的微電子中心，微小的鑽石被直接添加到芯片中，從射頻（RF）電路中去除熱量。諾斯羅普·格魯曼最近完成了使用鑽石作為半導體材料的高功率測試。這一突破使設備保持更冷，提高了速度和可靠性，並允許它們在不降頻的情況下處理更高的功率水平，最終為關鍵軍事系統提供更快、更可靠的性能。

藉助公司的開放訪問商業模式，諾斯羅普·格魯曼與斯坦福大學合作，通過在設備背面微小通道內生長一層鑽石來嵌入鑽石。填充鑽石的通道將熱量從熱點轉移出去，即使在最大功率下也能保持設備冷卻。

在第二階段，諾斯羅普·格魯曼計劃使這些增強鑽石的芯片功率提高三倍以上，同時佔用更少的空間。這將解鎖更強大的射頻發射器，增強軍事通信、下一代衞星鏈接以及廣泛的未來應用。

第二階段的目標——再次將功率密度提高三倍——是諾斯羅普·格魯曼自 2019 年開始的鑽石技術研究和投資的成果。通過利用鑽石無與倫比的導熱性及其耐極端温度的能力，該公司表示正在利用其技術為下一代高功率、任務關鍵型半導體鋪平道路。

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