Yapay zeka işlemcilerinin performansı arttıkça ortaya çıkan yüksek ısı üretimi başlı başına büyük bir sorun haline geldi. Özellikle yüksek güç tüketen GPU'larda oluşan sıcak noktalar, soğutma sistemlerinin sınırlarını zorluyor. Bu soruna çözüm arayan şirketlerden Diamond Foundry, yarı iletken sektöründe kullanılabilecek önemli bir malzeme üzerinde çalışıyor.

Laboratuvar ortamında elmas üreten şirket, dünyanın ilk 200 mm çapında tek kristal elmas (SCD) wafer'ını (yonga plakası) geliştirdiğini duyurdu. Bu boyut, geçmişte kullanılan yarı iletken üretim süreçlerindeki wafer ölçüleriyle aynı seviyede. Şirket, bu gelişmeyle tek kristal elmas üretiminin wafer ölçeğine taşındığını belirtiyor.

Elmasın bu alanda öne çıkmasının temel nedeni ise olağanüstü ısı iletkenliği. Malzemenin ısı iletme kapasitesinin bakırdan en az beş kat daha yüksek olduğu tahmin ediliyor. Bu özellik, elmasın işlemcilerde oluşan ısının daha hızlı dağıtılmasına yardımcı olabileceği anlamına geliyor.

Tek kristal yapı neden önemli?

Ayrıca Bkz.Elon Musk, Samsung kadar bellek üretmek için kolları sıvadı

Tek kristal elmasın kullanılmasıyla işlemcilerdeki sıcak noktaların azaltılması ve ısının daha verimli biçimde dağıtılması hedefleniyor. Özellikle yapay zeka hızlandırıcıları ve yüksek performanslı işlemciler, bu teknolojinin potansiyel kullanım alanları arasında bulunuyor.

2030'dan önce süreçlerde kullanılabilir

Diamond Foundry, 200 mm wafer'ın ardından üretim ölçeğini daha da büyütmeyi planlıyor. Şirketin paylaştığı grafiğe göre 2030'dan önce 300 mm çapında tek kristal elmas wafer üretimi mümkün olabilir. Bu ölçü, günümüzde en gelişmiş yarı iletken üretim süreçlerinde kullanılan wafer boyutlarıyla aynı.

Diamond Foundry 2012 yılında kurulmuş olsa da tek kristal elmas üretimini bu boyutlara taşıma çalışmaları 2000'li yılların başlarına kadar uzanıyor. Öte yandan bu alana ilgi gösteren tek şirket de kendileri değil.

Bunlardan Akash Systems, 2024 yılında ABD'nin CHIPS Act programı kapsamında 18,2 milyon dolar finansman aldı. Şirket, sentetik elmasla birleştirilmiş galyum nitrür (GaN) üretimine odaklanıyor. Akash Systems, geliştirdiği teknolojinin çalışma sıcaklıklarını 20 derece Celsius azaltabileceğini öne sürüyor. Afrika'daki elmas madenleriyle tanınan De Beers Group da yapay zeka ve yüksek performanslı bilgi işlem sistemleri için elmas-bakır kompozit malzeme geliştiriyor. Bakır kaplamalı elmas yapısının, özellikle yapay zeka işlemcileri, yüksek performanslı bilgisayarlar ve GaN tabanlı radyo frekansı (RF) cihazlarında soğutma verimliliğini artırması hedefleniyor. Katı hal soğutucularıyla tanınan Frore Systems ise Nvidia'nın gelecek nesil yapay zeka GPU'ları için elmas katkılı sıvı soğutma plakaları üzerinde çalışıyor.