Индустрия ИИ-чипов упирается в тепловой барьер. Современные высокопроизводительные процессоры теперь превышают показатель тепловой проектной мощности (TDP) в 1000 Вт, а некоторые полупроводниковые устройства третьего поколения достигают плотности теплового потока свыше 500 Вт на квадратный сантиметр. Для сравнения, плотность тепловыделения чипа может превышать таковую у сопла ракетного двигателя. Без адекватного охлаждения каждое повышение температуры на 10 градусов Цельсия снижает производительность чипа на 3–5 процентов и вдвое сокращает срок службы — это явление известно в полупроводниковой индустрии как «правило 10 градусов».
Решение всё чаще находится в неожиданном материале: синтетическом алмазе. Алмаз обладает самой высокой теплопроводностью среди всех известных материалов — 2000–2200 Вт/(м·К), что в пять раз выше, чем у меди, и в восемь раз выше, чем у алюминия. В лабораторных условиях теплосъемники с микроканалами, полностью выполненные из алмаза, продемонстрировали рассеивание тепла на уровне 10 000 Вт на квадратный сантиметр. NVIDIA уже применила композитные материалы на основе алмаза и карбида кремния в своем GPU H200, добившись пикового прироста производительности на 40 процентов без теплового троттлинга. AMD аналогичным образом представила свой ИИ-сервер MI3550X с алмазными системами охлаждения.
Алмаз предлагает три ключевых преимущества для охлаждения чипов. Во-первых, его коэффициент теплового расширения тесно соответствует кремнию, что предотвращает деформацию и растрескивание при термических циклах. Во-вторых, будучи электрическим изолятором, алмаз может напрямую контактировать с поверхностями чипов без риска короткого замыкания, в отличие от металлических радиаторов, требующих использования термопасты для изоляции. В-третьих, химическая инертность алмаза обеспечивает стабильную работу в экстремальных условиях.
Китай доминирует в индустрии синтетических алмазов, производя 95 процентов мирового объема, причем только промышленный выпуск составляет более 90 процентов мирового производства. Общая стоимость продукции отрасли превысила 17 миллиардов юаней в 2025 году. Китайские исследователи из Цзилиньского университета и Университета Сунь Ятсена синтезировали высококачественный гексагональный алмаз, который на 40 процентов тверже традиционного кубического алмаза, а его термическая стабильность превышает 1100 градусов Цельсия. По мере роста плотности мощности ИИ-чипов, индустрия синтетических алмазов Китая готова стать незаменимым звеном в глобальной цепочке поставок аппаратного обеспечения для ИИ.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Pandaily
