Độc lạ: Startup Mỹ dùng kim cương làm mát GPU, giảm nhiệt khủng và tiết kiệm điện vượt xa mong đợi

Startup bán dẫn Akash Systems vừa ký biên bản ghi nhớ sơ bộ với Bộ Thương mại Hoa Kỳ, mở đường cho việc nhận khoản hỗ trợ tài chính trị giá 18,2 triệu USD cùng 50 triệu USD tín dụng thuế từ liên bang và bang thông qua Đạo luật CHIPS. Dù đây chưa phải hợp đồng chính thức, nhưng động thái này là bước tiến quan trọng trong việc tiến tới thỏa thuận chính thức giữa Akash và chính phủ Hoa Kỳ. Theo công bố, Akash sẽ sử dụng khoản hỗ trợ để tăng cường sản xuất các chất bán dẫn làm mát bằng kim cương, phục vụ các lĩnh vực như AI, trung tâm dữ liệu, ứng dụng không gian và quốc phòng.

Công nghệ làm mát bằng kim cương là gì?

Công nghệ làm mát bằng kim cương không chỉ dừng lại ở việc sử dụng keo tản nhiệt có hạt nano kim cương. Thay vào đó, nó đi sâu hơn bằng cách sử dụng kim cương tổng hợp làm đế chip, tận dụng khả năng dẫn nhiệt vượt trội của vật liệu này để truyền nhiệt ra khỏi bộ xử lý hiệu quả hơn.

Akash không tiết lộ chi tiết chính xác cách công nghệ của họ hoạt động, nhưng họ đã kết hợp kim cương tổng hợp với vật liệu dẫn điện như Gallium Nitride (GaN) để tạo ra chất bán dẫn. Có khả năng Akash mua chip GPU từ các nhà cung cấp, sau đó gắn chúng lên bảng mạch PCB GaN-on-Diamond do mình phát triển. Trong tương lai, công ty có thể tự sản xuất các tấm wafer kim cương tổng hợp để cung cấp cho các nhà sản xuất chip lớn như Nvidia và Qualcomm.

Akash tuyên bố rằng công nghệ của họ có thể giảm nhiệt độ điểm nóng của GPU từ 10 đến 20 độ C, giúp trung tâm dữ liệu tiết kiệm hàng triệu USD chi phí làm mát và ngăn chặn hiện tượng giảm hiệu suất do nhiệt độ cao (thermal throttling). Một số thử nghiệm cho thấy công nghệ này có thể giảm tới 60% nhiệt độ, đi kèm với 40% tiết kiệm năng lượng.

Nếu những con số này chính xác, đây sẽ là bước đột phá lớn, không chỉ cải thiện hiệu suất mà còn giảm đáng kể chi phí vận hành cho các trung tâm dữ liệu. Các ứng dụng không chỉ dừng lại ở GPU mà còn mở rộng sang các thiết bị như radio và bộ khuếch đại công suất trên vệ tinh, giúp tăng độ tin cậy, tốc độ truyền tải và giảm kích thước thiết bị.

Hầu hết các khoản tài trợ từ Đạo luật CHIPS thường được trao cho các tập đoàn công nghệ khổng lồ như Intel, Samsung, TSMC và các công ty bán dẫn lâu đời. Việc các công ty khởi nghiệp như Akash Systems nhận được hỗ trợ là điều hiếm thấy, do quy trình nộp đơn yêu cầu nhiều tiêu chuẩn nghiêm ngặt.

Tuy nhiên, Akash đã vượt qua rào cản này, với sự hậu thuẫn từ các quỹ đầu tư mạo hiểm và CEO Felix Ejeckam. Ông Ejeckam cho biết: "Đạo luật CHIPS được khởi động vì các nhà đầu tư tư nhân từng coi phần cứng là lĩnh vực không đáng để đầu tư, và đại dịch đã phơi bày những vấn đề từ suy nghĩ này. Hoa Kỳ đang cạnh tranh với các quốc gia như Trung Quốc, nơi có nhiều khoản trợ cấp trực tiếp để phát triển ngành bán dẫn và hạ tầng."

Với khoản tài trợ mới, Akash Systems sẽ mở rộng năng lực sản xuất và cải tiến công nghệ, hướng đến cạnh tranh trong lĩnh vực bán dẫn toàn cầu. Nếu thành công, công nghệ làm mát bằng kim cương có thể trở thành một chuẩn mực mới, giúp các trung tâm dữ liệu và thiết bị không gian hoạt động hiệu quả hơn, từ đó củng cố vị thế của Mỹ trong cuộc đua bán dẫn.