학문
반도체 회로의 집적도가 높아질수록 발열 문제가 심화되는 이유는?
안녕하세요. 반도체 회로가 계속 미세화 되는데, 그에 따라 전류의 밀도가 높아집니다. 회로 집적도 증가로 인해 발생하는 전력 손실과 열이 발생하는 구조적 원리와 이를 대응하기 위한 대응 방식이 궁금합니다.
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
반도체 회로가 미세화될수록 동일한 전류가 더 좁은 면적을 통과해 전류 밀도가 증가하고 이로 인해 저항에 의한 줄열일 커져 전력 손실과 발열이 발생합니다 미세 회로는 전자가 통로를 좁게 이동하면서 산란과 누설전류도 증가해 효율이 떨이지게 됩니다 이를 해결하기 위해서는 절연막 저저항 금속배선 발열 붆산 구조 그리고 저전력 동작 트랜지스터 기술 등이 적용되고 있습니다
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
반도체가 고도화 됨에 따라 회로가 복잡하게 구성되게됩니다.
이렇게 복잡하게 구성된 회로는 말씀하신데로 집적도가 높아지게 되는데 이는 작은 면적에 트랜지스터의 수가 늘어나기에 단일 면적에 더 높은 전력이 필요하게 되므로 자연스럽게 반도체 사용시 발열과 그에 따른 전력손실도 발생하게 됩니다.
이를 해결하기 위해 설계 과정에서 트렌지스터를 입체적으로 배치하거나 절연막을 사용하기도 하며 내부 칩과 외부 방열 장치 사이에 고성능 열전달 물질을 배치하여 열을 줄이기도 하며 수냉식 쿨링 방식을 사용하기도 합니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)