Cool Chips: Prototypen-Fabrik für Nano-Kühltechnik eröffnet

Als Erstes sollen Anwendung für Militär und Flugzeugbau marktreif werden

Der in Gibraltar sitzende Hersteller Cool Chips hat nun eine Prototypen-Fabrik in Betrieb genommen, um seine gleichnamige, auf quantenmechanischen Effekten basierende Kühltechnik besser für verschiedene Einsatzzwecke testen zu können. Die bereits im Mai 2002 angekündigte Cool-Chips-Kühlung besteht aus Wafer-dünnen Chips, in denen Elektronen dazu genutzt werden, Hitze mechanikfrei von einer Seite einer Vakuum-Diode zur anderen zu tragen - der Einsatzbereich soll vom Chip bis zum Kühlschrank reichen.

Die neue Fabrik beinhaltet einen automatischen Vakuumbedampfer für die Metallbeschichtung in der Wafer-Fertigung. Damit will Cool Chips die Produktion von Prototypen-Wafern um das 40fache steigern - die Wafer bestehen aus zwei Scheiben, deren Elektroden durch einen nur 10 nm breiten Spalt getrennt sind. Neben der gesteigerten Produktion von "Wafer-Sandwiches" für Entwicklung und Tests soll die Fabrikanlage später auch für die erste Produktion von Produkten für Militär und Flugzeugindustrie geeignet sein.

Die aktuellen Cool-Chips-Prototypen sehen Computer-Chips ähnlich; wird eine elektrische Ladung angelegt, wird eine Seite kalt und die andere heiß, während die Elektronen die 10-Nanometer-Lücke durchqueren und die Hitze mit sich nehmen. Auf Grund der Vorteile der Kühlung über eine Lücke mittels Elektronen-Tunneling soll die neue Technik im Gegensatz zu kompressorbetriebenen Flüssigkühl-Systemen deutlich effizienter sein. Die geräuschlosen Cool Chips sollen dabei modular in Feldern angeordnet werden können, um jede Wärmebelastung bewältigen zu können.

Bisher schafft es das Unternehmen eigenen Angaben zufolge aber nur, 3 bis 5 Watt Hitze über eine 1-Quadratzentimeter-Fläche "abzupumpen". Da der theoretische Wärmefluss für flache Elektroden mit einer Entfernung von 50 Angstrom zueinander im Bereich von 5.000 Watt pro Quadratzentimeter liegen soll, erwartet Cool Chips eine deutliche Steigerung für die Zukunft. Die Geräte zeigen eine Austrittsarbeit ab 0,9 eV (Elektronenvolt) und aufwärts - je niedriger die Austrittsarbeit, umso leichter soll es den Elektronen fallen, den als thermischen Isolator dienenden Spalt zu überwinden und Hitze von einer zur anderen Seite des Geräts mitzunehmen.

Über 90 Prozent der derzeit gefertigten Prototypen sollen die erforderlichen Charakteristika bereits erfüllen. Dennoch gilt es Cool Chips zufolge, noch verbleibende Produktions- und Packaging-Probleme zu lösen. Für einen Einsatz in Prozessoren muss zudem noch eine deutlich höhere Hitze-Pumpleistung erzielt werden.