El vertiginoso avance de la informática ha traído consigo un desafío prominente: la gestión del calor. La reducción continua en la escala de transistores, ahora nanométricos, junto con altas frecuencias de conmutación y arquitecturas tridimensionales, ha generado incrementos de temperatura significativos dentro de los circuitos, lo que afecta su rendimiento y durabilidad. A pesar de los avances en soluciones de enfriamiento como ventiladores, radiadores y refrigeración líquida, estas llegan demasiado tarde, pues el calor se genera directamente en el silicio.
Un equipo de la Universidad de Stanford, dirigido por la profesora Srabanti Chowdhury, ha propuesto una solución innovadora mediante el uso de películas finas de diamante policristalino. Este material, conocido por su alta conductividad térmica, podría integrarse directamente sobre los dispositivos semiconductores a temperaturas relativamente bajas, un proceso que no daña las interconexiones del chip.
El diamante, con conductividades térmicas muy superiores a las del cobre, promete mejorar decisivamente la gestión térmica dentro de los chips. Hasta ahora, el desafío de utilizar diamante ha sido la alta temperatura necesaria para su cultivo, que comprometía otros materiales del circuito. Sin embargo, el equipo de Stanford ha logrado un crecimiento controlado a aproximadamente 400 °C, facilitando su aplicación en dispositivos electrónicos.
El potencial del diamante no se limita a la gestión térmica de las capas superficiales. El concepto de andamiaje térmico podría revolucionar las estructuras tridimensionales al intercalar capas de diamante que difundan el calor horizontal y verticalmente, mejorando la eficiencia térmica de los dispositivos apilados.
Esta nueva tecnología ha captado el interés tanto industrial como militar. Fabricantes líderes y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA, por sus siglas en inglés) han mostrado gran interés en esta innovación, que promete mejorar el rendimiento y la fiabilidad de los dispositivos electrónicos al reducir significativamente las temperaturas internas.
Aunque el diamante policristalino aún enfrenta retos como la necesidad de superficies planas y la integración con procesos de fabricación existentes, su desarrollo ofrece un camino para abordar los desafíos térmicos en la construcción de chips más densos y eficientes, fundamentales para satisfacer las crecientes demandas de la era de la inteligencia artificial.
